เซอร์ไอแซก นิวตัน (
อังกฤษ:
Sir Isaac Newton) (
4 มกราคม ค.ศ. 1643-
31 มีนาคม ค.ศ. 1727 ตาม
ปฏิทินเกรกอเรียน หรือ
25 ธันวาคม ค.ศ. 1642-
20 มีนาคม ค.ศ. 1726 ตาม
ปฏิทินจูเลียน)
1 นักฟิสิกส์ นัก
คณิตศาสตร์ นัก
ดาราศาสตร์ นักปรัชญา นักเล่นแร่แปรธาตุ และนักเทววิทยาชาว
อังกฤษ
งานเขียนในปี ค.ศ. 1687 เรื่อง
Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (เรียกกันโดยทั่วไปว่า
Principia) ถือเป็นหนึ่งในหนังสือที่มีอิทธิพลที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ เป็นรากฐานของวิชา
กลศาสตร์ดั้งเดิม ในงานเขียนชิ้นนี้ นิวตันพรรณนาถึง
กฎแรงโน้มถ่วงสากล และ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
ซึ่งเป็นกฎทางวิทยาศาสตร์อันเป็นเสาหลักของการศึกษาจักรวาลทางกายภาพตลอด
ช่วง 3 ศตวรรษถัดมา นิวตันแสดงให้เห็นว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ
บนโลกและ
วัตถุท้องฟ้าล้วนอยู่ภายใต้กฎธรรมชาติชนิดเดียวกัน โดยแสดงให้เห็นความสอดคล้องระหว่าง
กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์กับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของตน ซึ่งช่วยยืนยัน
แนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล และช่วยให้
การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ก้าวหน้ายิ่งขึ้น
นิวตันสร้าง
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่สามารถใช้งานจริงได้เป็นเครื่องแรก
[1] และพัฒนาทฤษฎี
สีโดยอ้างอิงจากผลสังเกตการณ์ว่า
ปริซึมสามเหลี่ยมสามารถแยกแสงสีขาวออกมาเป็นหลายๆ สีได้ ซึ่งเป็นที่มาของ
สเปกตรัมแสงที่มองเห็น เขายังคิดค้น
กฎการเย็นตัวของนิวตัน และศึกษา
ความเร็วของเสียง
ในทางคณิตศาสตร์ นิวตันกับ
ก็อตฟรีด ไลบ์นิซ ได้ร่วมกันพัฒนาทฤษฎี
แคลคูลัสเชิงปริพันธ์และอนุพันธ์ เขายังสาธิต
ทฤษฎีบททวินาม และพัฒนากระบวนวิธีของนิวตันขึ้นเพื่อการประมาณค่า
รากของฟังก์ชัน รวมถึงมีส่วนร่วมในการศึกษา
อนุกรมกำลัง
นิวตันไม่เชื่อเรื่องศาสนา เขาเป็นคริสเตียนนอกนิกายออร์โธดอกซ์
และยังเขียนงานตีความคัมภีร์ไบเบิลกับงานศึกษาด้านไสยศาสตร์มากกว่างานด้าน
วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์เสียอีก เขาต่อต้านแนวคิด
ตรีเอกภาพอย่างลับๆ และเกรงกลัวในการถูกกล่าวหาเนื่องจากปฏิเสธการถือบวช
ไอแซก นิวตัน ได้รับยกย่องจากปราชญ์และสมาชิกสมาคมต่างๆ ว่าเป็นหนึ่งในผู้ทรงอิทธิพลที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ
ประวัติ
วัยเด็ก
ไอแซก นิวตัน เกิดเมื่อวันที่ 4 มกราคม ค.ศ. 1643
(หรือ 25 ธันวาคม ค.ศ. 1642 ตามปฏิทินเก่า)1 ที่วูลส์ธอร์พแมนเนอร์ ท้องถิ่นชนบทแห่งหนึ่งใน
ลินคอล์นเชียร์ ตอนที่นิวตันเกิดนั้นประเทศอังกฤษยังไม่ยอมรับ
ปฏิทินเกรกอเรียน
ดังนั้นวันเกิดของเขาจึงบันทึกเอาไว้ว่าเป็นวันที่ 25 ธันวาคม 1642
บิดาของนิวตัน (ชื่อเดียวกัน)
ซึ่งเป็นชาวนาผู้มั่งคั่งเสียชีวิตก่อนเขาเกิด 3 เดือน
เมื่อแรกเกิดนิวตันตัวเล็กมาก
เขาเป็นทารกคลอดก่อนกำหนดที่ไม่มีผู้ใดคาดว่าจะรอดชีวิตได้ มารดาของเขาคือ
นางฮานนาห์ อายสคัฟ บอกว่าเอานิวตันใส่ในเหยือกควอร์ทยังได้ (ขนาดประมาณ
1.1 ลิตร) เมื่อนิวตันอายุได้ 3 ขวบ
มารดาของเขาแต่งงานใหม่กับสาธุคุณบาร์นาบัส สมิธ
และได้ทิ้งนิวตันไว้ให้มาร์เกรี อายส์คัฟ ยายของนิวตันเลี้ยง
นิวตันไม่ชอบพ่อเลี้ยง และเป็นอริกับมารดาไปด้วยฐานแต่งงานกับเขา
ความรู้สึกนี้ปรากฏในงานเขียนสารภาพบาปที่เขาเขียนเมื่ออายุ 19:
"ขอให้พ่อกับแม่สมิธรวมทั้งบ้านของพวกเขาถูกไฟผลาญ"
[2] นิวตันเคยหมั้นครั้งหนึ่งในช่วงปลายวัยรุ่น แต่เขาไม่เคยแต่งงานเลย เพราะอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการศึกษาและการทำงาน
[3][4][5]
นับแต่อายุ 12 จนถึง 17 นิวตันเข้าเรียนที่
คิงส์สกูล แกรนแธม (มีลายเซ็นที่เชื่อว่าเป็นของเขาปรากฏอยู่บนหน้าต่างห้องสมุดโรงเรียนจนถึงทุกวันนี้) ต่อมาในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1659 เขากลับไปบ้านเกิดเมื่อมารดาที่เป็นหม้ายครั้งที่ 2 พยายามบังคับให้เขาเป็นชาวนา แต่เขาเกลียดการทำนา
[6]
ครูใหญ่ที่คิงส์สกูล เฮนรี สโตกส์
พยายามโน้มน้าวให้มารดาของเขายอมส่งเขากลับมาเรียนให้จบ
จากแรงผลักดันในการแก้แค้นครั้งนี้
นิวตันจึงเป็นนักเรียนที่มีผลการเรียนสูงที่สุด
[7]
เดือนมิถุนายน ค.ศ. 1661 นิวตันได้เข้าเรียนที่
วิทยาลัยทรินิตี้ เคมบริดจ์ ในฐานะซิซาร์ (sizar; คือทุนชนิดหนึ่งซึ่งนักศึกษาต้องทำงานเพื่อแลกกับที่พัก อาหาร และค่าธรรมเนียม)
[8] ในยุคนั้นการเรียนการสอนในวิทยาลัยตั้งอยู่บนพื้นบานแนวคิดของ
อริสโตเติล แต่นิวตันชอบศึกษาแนวคิดของนักปรัชญายุคใหม่คนอื่นๆ ที่ทันสมัยกว่า เช่น
เดส์การ์ตส์ และ
นักดาราศาสตร์ เช่น
โคเปอร์นิคัส,
กาลิเลโอ และ
เคปเลอร์ เป็นต้น ปี ค.ศ. 1665 เขาค้นพบ
ทฤษฎีบททวินามและเริ่มพัฒนาทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ซึ่งต่อมากลายเป็น
แคลคูลัสกณิกนันต์ นิวตันได้รับปริญญาในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1665 หลังจากนั้นไม่นาน มหาวิทยาลัยต้องปิดลงชั่วคราวเนื่องจาก
เกิดโรคระบาดครั้งใหญ่ แม้เมื่อศึกษาในเคมบริดจ์เขาจะไม่มีอะไรโดดเด่น
[9] แต่การศึกษาด้วยตนเองที่บ้านในวูลส์ธอร์พตลอดช่วง 2 ปีต่อมาได้สร้างพัฒนาการแก่ทฤษฎีเกี่ยวกับแคลคูลัส ธรรมชาติของ
แสงสว่าง และ
กฎแรงโน้มถ่วงของเขาอย่างมาก นิวตันได้ทำการทดลองเกี่ยวกับแสงอาทิตย์อย่างหลากหลายด้วยแท่งแก้ว
ปริซึมและสรุปว่า
รังสีต่างๆ
ของแสงซึ่งนอกจากจะมีสีแตกต่างกันแล้วยังมีภาวะการหักเหต่างกันด้วย
การค้นพบที่เป็นการอธิบายว่าเหตุที่ภาพที่เห็นภายในกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้
เลนส์แก้ว
ไม่ชัดเจน ก็เนื่องมาจากมุมในการหักเหของลำแสงที่ผ่านแก้วเลนส์แตกต่างกัน
ทำให้ระยะโฟกัสต่างกันด้วย จึงเป็นไม่ได้ที่จะได้ภาพที่ชัดด้วยเลนส์แก้ว
การค้นพบนี้กลายเป็นพื้นฐานในการพัฒนา
กล้องโทรทรรศน์แบบกระจกเงาสะท้อนแสงที่สมบูรณ์โดย
วิลเลียม เฮอร์เชล และ
เอิร์ลแห่งโรส ในเวลาต่อมา ในเวลาเดียวกับการทดลองเรื่องแสงสว่าง นิวตันก็ได้เริ่มงานเกี่ยวกับแนวคิดในเรื่อง
การโคจรของ
ดาวเคราะห์
ค.ศ. 1667 เขากลับไปเคมบริดจ์อีกครั้งหนึ่งในฐานะภาคีสมาชิกของทรินิตี้
[10]
ซึ่งมีกฎเกณฑ์อยู่ว่าผู้เป็นภาคีสมาชิกต้องอุทิศตนถือบวช
อันเป็นสิ่งที่นิวตันพยายามหลีกเลี่ยงเนื่องจากมุมมองของเขาที่ไม่เห็นด้วย
กับศาสนา โชคดีที่ไม่มีกำหนดเวลาที่แน่นอนว่าภาคีสมาชิกต้องบวชเมื่อไร
จึงอาจเลื่อนไปตลอดกาลก็ได้
แต่ก็เกิดปัญหาขึ้นในเวลาต่อมาเมื่อนิวตันได้รับเลือกให้ดำรงตำแหน่ง
เมธีลูเคเชียนอันทรงเกียรติ ซึ่งไม่อาจหลบเลี่ยงการบวชไปได้อีก ถึงกระนั้นนิวตันก็ยังหาทางหลบหลีกได้โดยอาศัยพระบรมราชานุญาตจาก
พระเจ้าชาร์ลส์ที่ 2
ชีวิตการงาน
Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica งานตีพิมพ์สำคัญชิ้นแรกของนิวตัน
การหล่นของผล
แอปเปิลทำ
ให้เกิดคำถามอยู่ในใจของนิวตันว่าแรงของโลกที่ทำให้ผลแอปเปิลหล่นน่าจะเป็น
แรงเดียวกันกับแรงที่ “ดึง”
ดวงจันทร์เอาไว้ไม่ไปที่อื่นและทำให้เกิดโคจรรอบโลกเป็นวงรี
ผลการคำนวณเป็นสิ่งยืนยันความคิดนี้แต่ก็ยังไม่แน่ชัดจนกระทั่งการการเขียน
จดหมายโต้ตอบระหว่างนิวตันและ
โรเบิร์ต ฮุก ที่ทำให้นิวตันมีความมั่นใจและยืนยันหลักการ
กลศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ได้เต็มที่ ในปีเดียวกันนั้น
เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ได้
มาเยี่ยมนิวตันเพื่อถกเถียงเกี่ยวกับคำถามเรื่องดาวเคราะห์
ฮัลลเลย์ต้องประหลาดใจที่นิวตันกล่าวว่าแรงกระทำระหว่างดวงอาทิตย์กับดาว
เคราะห์ที่ทำให้การวงโคจรรูปวงรีได้นั้นเป็นไปตามกฎกำลังสองที่นิวตันได้
พิสูจน์ไว้แล้วนั่นเอง
ซึ่งนิวตันได้ส่งเอกสารในเรื่องนี้ไปให้ฮัลเลย์ดูในภายหลังและฮัลเลย์ก็ได้
ชักชวนขอให้นิวตันเขียนหนังสือเล่มนี้ขึ้น
และหลังการเป็นศัตรูคู่ปรปักษ์ระหว่างนิวตันและฮุกมาเป็นเวลานานเกี่ยวกับ
การอ้างสิทธิ์ในการเป็นผู้ค้นพบ “กฎกำลังสอง” แห่งการดึงดูด หนังสือเรื่อง
"หลักการคณิตศาสตร์ว่าด้วยปรัชญาธรรมชาติ” (
Philosophiae naturalist principia mathematica หรือ
The Mathematical Principles of Natural Philosophy) ก็ได้รับการตีพิมพ์ เนื้อหาในเล่มอธิบายเรื่อง
ความโน้มถ่วงสากล และเป็นการวางรากฐานของ
กลศาสตร์ดั้งเดิม (กลศาสตร์คลาสสิก) ผ่าน
กฎการเคลื่อนที่ ซึ่งนิวตันตั้งขึ้น นอกจากนี้ นิวตันยังมีชื่อเสียงร่วมกับ
กอทท์ฟรีด วิลเฮล์ม ไลบ์นิซ ในฐานะที่ต่างเป็นผู้พัฒนา
แคลคูลัสเชิง
อนุพันธ์อีกด้วย
งานสำคัญชิ้นนี้ซึ่งถูกหยุดไม่ได้พิมพ์อยู่หลายปีได้ทำให้นิวตันได้รับ
การยอมรับว่าเป็นนักฟิสิกส์กายภาพที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ผลกระทบมีสูงมาก
นิวตันได้เปลี่ยนโฉมวิทยาศาสตร์ว่าด้วยการเคลื่อนที่ของ
เทห์วัตถุที่มีมาแต่เดิมโดยสิ้นเชิง นิวตันได้ทำให้งานที่เริ่มมาตั้งแต่สมัยกลางและได้รับการเสริมต่อโดยความพยายามของ
กาลิเลโอเป็นผลสำเร็จลง และ “กฎการเคลื่อนที่” นี้ได้กลายเป็นพื้นฐานของงานสำคัญทั้งหมดในสมัยต่อๆ มา
ในขณะเดียวกัน การมีส่วนในการต่อสู้การบุกรุกพื้นที่ของมหาวิทยาลัยอย่างผิดกฎหมายจาก
พระเจ้าเจมส์ที่ 2 ทำให้นิวตันได้รับการแต่งตั้งเป็นสมาชิกรัฐสภาในปี ค.ศ. 1689-90 ต่อมาปี ค.ศ. 1696 นิวตันได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้ดูแลโรงผลิต
กษาปณ์เนื่อง
จากรัฐบาลต้องการบุคคลที่ซื่อสัตย์สุจริตและมีความเฉลียวฉลาดเพื่อต่อสู้กับ
การปลอมแปลงที่ดาษดื่นมากขึ้นในขณะนั้นซึ่งต่อมา
นิวตันก็ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการในปี ค.ศ. 1699
หลังจากได้แสดงความสามารถเป็นที่ประจักษ์ว่าเป็นผู้บริหารที่ยอดเยี่ยม
และในปี ค.ศ. 1701
นิวตันได้รับเลือกเข้าสู้รัฐสภาอีกครั้งหนึ่งในฐานะผู้แทนของมหาวิทยาลัย
และในปี ค.ศ. 1704 นิวตันได้ตีพิมพ์หนังสือเรื่อง “ทัศนศาสตร์” หรือ
Optics ฉบับภาษาอังกฤษ (สมัยนั้นตำรามักพิมพ์เป็นภาษาละติน) ซึ่งนิวตันไม่ยอมตีพิมพ์จนกระทั่งฮุก คู่ปรับเก่าถึงแก่กรรมไปแล้ว
ชีวิตครอบครัว
นิวตันไม่เคยแต่งงาน และไม่มีหลักฐานใดที่บ่งบอกว่าเขาเคยมีความสัมพันธ์เชิงชู้สาวกับผู้ใด
[ต้องการอ้างอิง]
แม้จะไม่สามารถระบุได้แน่ชัด
แต่ก็เชื่อกันโดยทั่วไปว่าเขาถึงแก่กรรมไปโดยที่ยังบริสุทธิ์
ดังที่บุคคลสำคัญหลายคนกล่าวถึง เช่นนักคณิตศาสตร์
ชาลส์ ฮัตตัน[11] นักเศรษฐศาสตร์
จอห์น เมย์นาร์ด เคนส์[12] และนักฟิสิกส์
คาร์ล เซแกน[13]
วอลแตร์
นักเขียนและนักปรัชญาชาวฝรั่งเศสซึ่งพำนักในลอนดอนในช่วงเวลาที่ฝังศพของนิ
วตัน อ้างว่าเขาได้ค้นพบข้อเท็จจริงนี้ เขาเขียนไว้ว่า
"ผมได้รับการยืนยันจากหมอและศัลยแพทย์ที่อยู๋กับเขาตอนที่เขาตาย"
[14] (เรื่องที่อ้างกล่าวว่า ขณะที่เขานอนบนเตียงและกำลังจะตาย ก็สารภาพออกมาว่าเขายังบริสุทธิ์อยู่
[15][16]) ในปี 1733 วอลแตร์ระบุโดยเปิดเผยว่านิวตัน "ไม่มีทั้งความหลงใหลหรือความอ่อนแอ เขาไม่เคยเข้าใกล้หญิงใดเลย"
[17][18]
นิวตันมีมิตรภาพอันสนิทสนมกับนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส
Nicolas Fatio de Duillier ซึ่งเขาพบในลอนดอนราวปี 1690
[19] แต่มิตรภาพนี้กลับสิ้นสุดลงเสียเฉยๆ ในปี 1693 จดหมายติดต่อระหว่างคนทั้งคู่บางส่วนยังคงเหลือรอดมาถึงปัจจุบัน
บั้นปลายของชีวิต
ชีวิตส่วนใหญ่ของนิวตันอยู่กับความขัดแย้งกับบรรดานักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ โดยเฉพาะฮุก,
ไลบ์นิซ และ
เฟลมสตีด
ซึ่งนิวตันแก้เผ็ดโดยวิธีลบเรื่องหรือข้อความที่เป็นจิตนาการหรือไม่ค่อย
เป็นจริงที่ได้อ้างอิงว่าเป็นการช่วยเหลือของพวกเหล่านั้นออกจากงานของนิ
วตันเอง นิวตันตอบโต้การวิพากษ์วิจารณ์งานของตนอย่างดุเดือดเสมอ
และมักมีความปริวิตกอยู่เป็นนิจจนเชื่อกันว่าเกิดจากการถูกมารดาทอดทิ้งใน
สมัยที่เป็นเด็ก และความบ้าคลั่งดังกล่าวแสดงนี้มีให้เห็นตลอดการมีชีวิต
อาการสติแตกของนิวตันในปี ค.ศ. 1693
ถือเป็นการป่าวประกาศยุติการทำงานด้านวิทยาศาสตร์ของนิวตัน
หลังได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์เป็นขุนนางระดับเซอร์ในปี ค.ศ. 1705
นิวตันใช้ชีวิตในบั้นปลายภายใต้การดูแลของหลานสาว นิวตันไม่ได้แต่งงาน
แต่ก็มีความสุขเป็นอย่างมากในการอุปการะนักวิทยาศาสตร์รุ่นหลัง ๆ
และนับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1703 เป็นต้นมาจนถึงวาระสุดท้ายแห่งชีวิต
นิวตันดำรงตำแหน่งเป็นนายก
ราชสมาคมแห่งลอนดอนที่ได้รับสมญา “นายกสภาผู้กดขี่”
เมื่อนิวตันเสียชีวิตลง พิธีศพของเขาจัดอย่างยิ่งใหญ่เทียบเท่า
กษัตริย์ ศพของเขาฝังอยู่ที่
มหาวิหารเวสต์มินสเตอร์ เช่นเดียวกับกษัตริย์และพระบรมวงศานุวงศ์ชั้นสูงของอังกฤษ
เซอร์ไอแซก นิวตันมีชีวิตอยู่ตรงกับรัชสมัยของ
สมเด็จพระเจ้าปราสาททอง และ
สมเด็จพระสรรเพชญ์ที่ 9 หรือพระเจ้าท้ายสระแห่งสมัย
กรุงศรีอยุธยา
ผลงาน
ด้านคณิตศาสตร์
กล่าวกันว่า ผลงานของนิวตันเป็น "ความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่ในทุกสาขาของคณิตศาสตร์ในยุคนั้น"
[20]
ผลงานที่เขาเรียกว่า Fluxion หรือแคลคูลัส
ซึ่งปรากฏอยู่ในงานเขียนชุดหนึ่งเมื่อเดือนตุลาคม ค.ศ. 1666
ในปัจจุบันได้รับการตีพิมพ์อยู่รวมกับงานด้านคณิตศาสตร์อื่นๆ ของนิวตัน
[21] ในจดหมายที่
ไอแซก แบร์โรว์ ส่งไปให้
จอห์น คอลลินส์เมื่อเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1669 กล่าวถึงผู้เขียนต้นฉบับ
De analysi per aequationes numero terminorum infinitas ที่เขาส่งไปให้คอลลินส์เมื่อเดือนมิถุนายนปีเดียวกันนั้นว่า
[22]
 |
Mr Newton, a fellow of our College, and very young ... but of an extraordinary genius and proficiency in these things.
|
 |
ต่อมานิวตันมีข้อขัดแย้งกับ
ไลบ์นิซในเรื่องที่ว่า ใครเป็นผู้คิดพัฒนา
แคลคูลัสก่อนกัน นักประวัติศาสตร์ยุคใหม่เชื่อว่าทั้งนิวตันและไลบ์นิซต่างคนต่างก็พัฒนา
แคลคูลัสกณิกนันต์กัน
โดยอิสระ แม้ว่าจะมีบันทึกที่แตกต่างกันมากมาย ดูเหมือนว่า
นิวตันจะไม่เคยตีพิมพ์อะไรเกี่ยวกับแคลคูลัสเลยก่อนปี ค.ศ. 1693
และไม่ได้เขียนบทความฉบับสมบูรณ์ในเรื่องนี้ตราบจนปี ค.ศ. 1704
ขณะที่ไลบ์นิซเริ่มตีพิมพ์บทความฉบับเต็มเกี่ยวกับกระบวนวิธีคิดของเขาในปี
ค.ศ. 1684 (บันทึกของไลบ์นิซและ "กระบวนวิธีดิฟเฟอเรนเชียล"
เป็นที่ยอมรับนำไปใช้โดยนักคณิตศาสตร์ในภาคพื้นยุโรป
และต่อมานักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษจึงค่อยรับไปใช้ในปี ค.ศ. 1820)
แต่อย่างไรก็ดี แนวคิดนี้ไม่ได้ให้ข้อสังเกตในเนื้อหาของแคลคูลัส
ซึ่งนักวิจารณ์ทั้งในยุคของนิวตันและยุคสมัยใหม่ต่างระบุว่า
มีอยู่ในเล่มที่ 1 ของหนังสือชุด
Principia ของนิวตัน (ตีพิมพ์ปี 1687) และในต้นฉบับลายมือเขียนที่มีมาก่อนหน้านี้ เช่น
De motu corporum in gyrum ("การเคลื่อนที่ของวัตถุในวงโคจร") เมื่อปี 1684
Principia
ไม่ได้เขียนในภาษาแคลคูลัสแบบที่เรารู้จัก
แต่มีการใช้แคลคูลัสกณิกนันต์ในรูปแบบเรขาคณิต
ว่าด้วยจำนวนที่ถูกจำกัดด้วยสัดส่วนของจำนวนที่เล็กลงไปเรื่อยๆ
นิวตันสาธิตวิธีการนี้เอาไว้ใน
Principia โดยเรียกชื่อมันว่า กระบวนวิธีสัดส่วนแรกและสัดส่วนสุดท้าย (method of first and last ratios)
[23] และอธิบายไว้ว่าเหตุใดเขาจึงแสดงความหมายของมันในรูปแบบเช่นนี้
[24] โดยกล่าวด้วยว่า "นี้คือการแสดงวิธีแบบเดียวกันกับกระบวนการของการแบ่งแยกไม่ได้อีกต่อไป"
ด้วยเหตุนี้ในยุคปัจจุบัน
Principia จึงถูกเรียกว่าเป็น "หนังสือที่อัดแน่นด้วยทฤษฏีและการประยุกต์ใช้แคลคูลัสกณิกนันต์"
[25] และ "lequel est presque tout de ce calcul" ("แทบทุกสิ่งอย่างเกี่ยวกับแคลคูลัส") ในยุคของนิวตัน
[26] การใช้กระบวนวิธีเช่นนี้ของเขาที่เกี่ยวข้องกับ "จำนวนกณิกนันต์หนึ่งอันดับหรือมากกว่านั้น" ได้แสดงไว้ในงานเขียน
De motu corporum in gyrum ของเขาเมื่อปี 1684
[27] และในงานเขียนเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ที่เขียนขึ้น "ระหว่าง 2 ทศวรรษก่อนปี 1684"
[28]
นิวตันลังเลในการเผยแพร่แคลคูลัสของเขาก็เพราะเขากลัวข้อโต้แย้งและคำวิพากษ์วิจารณ์
[29] เขาเคยสนิทสนมกับนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส
Nicolas Fatio de Duillier ครั้นปี 1691 ดุยลิเยร์เริ่มต้นเขียน
Principia ของนิวตันขึ้นในรูปแบบใหม่ และติดต่อกับไลบ์นิซ
[30] มิตรภาพระหว่างดุยลิเยร์กับนิวตันเริ่มเสื่อมลงตั้งแต่ปี 1693 และหนังสือนั้นก็เลยเขียนไม่เสร็จ
สมาชิก
ราชสมาคมแห่งลอนดอนหลายคน (สมาคมซึ่งนิวตันเป็นสมาชิกอยู่ด้วย) เริ่มกล่าวหาไลบ์นิซว่า
ลอกเลียนผลงานของ
นิวตันในปี ค.ศ. 1699 ข้อโต้แย้งรุนแรงขึ้นถึงขั้นแตกหักในปี 1711
เมื่อทางราชสมาคมฯ ประกาศในงานศึกษาชิ้นหนึ่งว่า
นิวตันคือผู้ค้นพบแคลคูลัสที่แท้จริง และตราหน้าไลบ์นิซว่าเป็นจอมหลอกลวง
งานศึกษาชิ้นนั้นกลายเป็นที่เคลือบแคลงสงสัยเมื่อพบในภายหลังว่าตัวนิวตัน
นั่นเองที่เป็นคนเขียนบทสรุปของงานโดยเฉพาะส่วนที่เกี่ยวกับไลบ์นิซ
ข้อขัดแย้งในเรื่องนี้กลายเป็นรอยด่างพร้อยในชีวิตของทั้งนิวตันและไลบ์นิ
ซตราบจนกระทั่งไลบ์นิซเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1716
[31]
นิวตันได้รับยกย่องโดยทั่วไปเนื่องจาก
ทฤษฎีบททวินามที่ใช้ได้สำหรับเลขยกกำลังใดๆ เขาเป็นผู้ค้นพบ
Newton's identities,
Newton's method, เส้นโค้งบนระนาบลูกบาศก์ (
โพลีโนเมียลอันดับสามของตัวแปรสองตัว), เขามีส่วนอย่างสำคัญต่อทฤษฎี
finite differences, และเป็นคนแรกที่ใช้
เศษส่วนเลขชี้กำลัง (fractional indices) และนำ
เรขาคณิตเชิงพิกัดมาใช้หาคำตอบจาก
สมการไดโอแฟนทีน เขาหาค่าผลบวกย่อยโดยประมาณของ
อนุกรมฮาร์โมนิกได้โดยใช้
ลอการิทึม (ก่อนจะมีสมการผลรวมของออยเลอร์) และเป็นคนแรกที่ใช้
อนุกรมกำลัง งานของนิวตันเกี่ยวกับอนุกรมอนันต์ได้รับแรงบันดาลใจจากเลขทศนิยมของไซมอน สเตวิน (Simon Stevin)
[32]
นิวตันได้รับแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ลูเคเชียนด้านคณิตศาสตร์เมื่อปี
ค.ศ. 1669 โดยการเสนอชื่อของแบร์โรว์ ซึ่งในวันรับตำแหน่งนั้น
ผู้รับตำแหน่งที่เป็นภาคีสมาชิกของเคมบริดจ์หรือออกซฟอร์ดจะต้องบวชเข้าเป็น
พระในนิกายแองกลิกัน อย่างไรก็ดี
ตำแหน่งศาสตราจารย์ลูเคเชียนนี้ไม่ได้บังคับว่าผู้รับตำแหน่งจะต้องปฏิบัติ
หน้าที่ทางศาสนา (คาดว่าคงเพราะต้องการให้มีเวลาเพื่อวิทยาศาสตร์มากกว่า)
นิวตันจึงยกเป็นข้ออ้างว่าตนไม่จำเป็นต้องบวช และได้รับพระราชานุญาตจาก
พระเจ้าชาลส์ที่ 2 แห่งอังกฤษ
การที่เราจะไปรักใครซักคนไม่ใช้เรื่องยาก
แต่เราต้องกล้าที่จะพูดกล้าที่จะทำกล้าที่จะยอมรับในสิ่งที่เกิดขึ้นเราทำ
อะไรไปบ้างเราไม่ได้ทำอะไรไปบ้าง เราต้องยอมรับให้หมด
ด้านทัศนศาสตร์
ช่วงปี 1670-1672 นิวตันสอนวิชาทัศนศาสตร์
[34] ในระหว่างช่วงเวลานี้ เขาศึกษาเรื่อง
การหักเหของแสง โดยแสดงให้เห็นว่า
ปริซึมสามารถแตกแสงขาวให้กลายเป็นสเปกตรัมของแสงได้ และถ้ามี
เลนส์กับปริซึมอีกแท่งหนึ่งจะสามารถรวมแสงสเปกตรัมหลายสีกลับมาเป็นแสงขาวได้
[35] นักวิชาการยุคใหม่เปิดเผยว่างานวิเคราะห์แสงขาวของนิวตันนี้เป็นผลมาจากวิชาเล่นแร่แปรธาตุเชิง
คอร์พัสคิวลาร์[36]
เขายังแสดงให้เห็นว่า
แสงที่มีสีจะไม่เปลี่ยนคุณสมบัติไปไม่ว่าจะถูกกระจายลำแสงออกส่องไปยังพื้น
ผิววัตถุใดๆ ก็ตาม นิวตันให้ข้อสังเกตว่า ไม่ว่าแสงนั้นจะสะท้อน กระจาย
หรือเคลื่อนผ่านอะไร มันก็ยังคงเป็นสีเดิมอยู่นั่นเอง
นอกจากนี้เขาสังเกตว่า
สีนั้นคือผลลัพธ์จากการที่วัตถุมีปฏิกิริยากับแสงที่มีสีอยู่แล้ว
ไม่ใช่ว่าวัตถุนั้นสร้างสีของมันออกมาเอง แนวคิดนี้รู้จักในชื่อ
ทฤษฎีสีของนิวตัน (Newton's theory of colour)
[37]
เกียรติคุณและอนุสรณ์
ที่ฝังศพนิวตันในมหาวิหารเวสต์มินสเตอร์
นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส
โจเซฟ-หลุยส์ ลากรองจ์
มักพูดบ่อยๆ ว่านิวตันเป็นอัจฉริยะที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เคยมีมา
มีอยู่ครั้งหนึ่งเขากล่าวว่า นิวตันนั้น "โชคดีที่สุด
เพราะเราไม่อาจค้นพบระบบของโลกได้มากกว่า 1 ครั้ง"
[38] กวีชาวอังกฤษ
อเล็กซานเดอร์ โพพ ได้รับแรงบันดาลใจจากความสำเร็จของนิวตัน และเขียนบทกวีที่โด่งดังมาก ดังนี้:
|
ธรรมชาติและกฎแห่งธรรมชาติซ่อนตัวอยู่ในความมืด
พระเจ้าตรัสว่า "ให้นิวตันกำเนิด" แล้วแสงจึงมี
Nature and nature's laws lay hid in night;
God said "Let Newton be" and all was light.
|
|
แต่ตัวนิวตันเองค่อนข้างจะถ่อมตัวกับความสำเร็จของตัวเอง ครั้งหนึ่งเขาเขียนจดหมายถึง
โรเบิร์ต ฮุก ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1676 ว่า:
|
ถ้าฉันสามารถมองได้ไกล นั่นก็เพราะฉันยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.[39][40]
|
|
อย่างไรก็ดี นักเขียนบางคนเชื่อว่า
ถ้อยคำข้างต้นซึ่งเขียนขึ้นในช่วงเวลาที่นิวตันกับฮุกกำลังมีปัญหาขัดแย้ง
กันเกี่ยวกับการค้นพบเรื่องแสง น่าจะเป็นการตอบโต้ฮุก
(โดยว่าเป็นถ้อยคำที่ทั้งสั้นและห้วน) มากกว่าจะเป็นการถ่อมตน
[41][42] วลี "ยืนบนบ่าของยักษ์" อันโด่งดังตีพิมพ์ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 โดยกวีชื่อ
จอร์จ เฮอร์เบิร์ต (อดีตโฆษกมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และภาคีสมาชิกของวิทยาลัยทรินิตี้) ในงานเขียนเรื่อง
Jacula Prudentum
(1651) มีความหมายหลักคือ "คนแคระที่ยืนบนบ่าของยักษ์
จะมองเห็นได้ไกลกว่าที่แต่ละคนมอง"
ผลกระทบในที่นี้จึงน่าจะเป็นการเปรียบเปรยว่าตัวนิวตันนั่นเองที่เป็น
"คนแคระ" ไม่ใช่ฮุก
มีบันทึกในช่วงหลัง นิวตันเขียนว่า:
|
ฉันไม่รู้หรอกว่าโลกเห็นฉันเป็นอย่างไร แต่กับตัวเองแล้ว
ฉันเหมือนจะเป็นเด็กที่เล่นอยู่ริมชายฝั่ง
เพลิดเพลนิกับการเสาะหาก้อนกรวดเรียบๆ หรือเปลือกหอยที่สวยเป็นพิเศษ
ขณะที่มหาสมุทรแห่งความจริงอันยิ่งใหญ่ทอดตัวอยู่เบื้องหน้าโดยยังไม่ถูกค้น
พบ[43]
|
|
นิวตันยังคงมีอิทธิพลต่อนักวิทยาศาสตร์มาตลอด เห็นได้จากการสำรวจความคิดเห็นสมาชิก
ราชสมาคมแห่งลอนดอน
(ซึ่งนิวตันเคยเป็นประธาน) เมื่อปี ค.ศ. 2005 โดยถามว่า
ใครเป็นผู้มีอิทธิพลยิ่งใหญ่ต่อประวัติศาสตร์แห่งวิทยาศาสตร์มากกว่ากันระ
หว่างนิวตันกับ
ไอน์สไตน์ นักวิทยาศาสตร์แห่งราชสมาคมฯ ให้ความเห็นโดยส่วนใหญ่แก่นิวตันมากกว่า
[44]
ปี ค.ศ. 1999 มีการสำรวจความคิดเห็นจากนักฟิสิกส์ชั้นนำของโลกปัจจุบัน 100
คน ลงคะแนนให้ไอน์สไตน์เป็น "นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ตลอดกาล"
โดยมีนิวตันตามมาเป็นอันดับสอง ในเวลาใกล้เคียงกันมีการสำรวจโดยเว็บไซต์
PhysicsWeb ให้คะแนนนิวตันมาเป็นอันดับหนึ่ง
[45]
อนุสรณ์
อนุสาวรีย์นิวตัน (1731) ตั้งอยู่ใน
มหาวิหารเวสต์มินสเตอร์
ด้านทิศเหนือของทางเดินสู่เวทีนักร้องของโบสถ์ ใกล้กับที่ฝังศพของเขา
ศิลปินผู้แกะสลักคือ ไมเคิล ไรส์แบร็ค (1694-1770)
ทำด้วยหินอ่อนสีขาวและเทา ออกแบบโดยสถาปนิก วิลเลียม เคนท์
เป็นรูปปั้นนิวตันกำลังนอนเอนอยู่เหนือหีบศพ
ศอกขวาตั้งอยู่บนหนังสือสำคัญหลายเล่มของเขา
มือซ้ายชี้ไปยังม้วนหนังสือที่ออกแบบในเชิงคณิตศาสตร์
เหนือร่างเขาเป็นพีระมิดกับโดมท้องฟ้า
แสดงสัญลักษณ์จักรราศีและเส้นทางเดินของดาวหางใหญ่แห่งปี 1680 ด้านข้างมี
ยุวเทพกำลังใช้เครื่องมือหลายอย่างเช่นกล้องโทรทรรศน์และปริซึม
[46]
เชิงอรรถ
หมายเหตุ 1: ในช่วงชีวิตของนิวตัน มีการใช้งานปฏิทินอยู่ 2 ชนิดในยุโรป คือ
ปฏิทินจูเลียน หรือ'ปฏิทินแบบเก่า' กับ
ปฏิทินเกรกอเรียน
หรือ 'ปฏิทินแบบใหม่' ซึ่งใช้กันในประเทศยุโรปที่นับถือโรมันคาทอลิก
และที่อื่นๆ ตอนที่นิวตันเกิด
วันที่ในปฏิทินเกรกอเรียนจะนำหน้าปฏิทินจูเลียนอยู่ 10 วัน ดังนั้น
นิวตันจึงเกิดในวันคริสต์มาส หรือ 25 ธันวาคม 1642 ตามปฏิทินจูเลียน
แต่เกิดวันที่ 4 มกราคม 1643 ตามปฏิทินเกรกอเรียน เมื่อถึงวันที่เสียชีวิต
ปฏิทินทั้งสองมีความแตกต่างกันเพิ่มเป็น 11 วัน นอกจากนี้
ก่อนที่อังกฤษจะรับเอาปฏิทินเกรกอเรียนเข้ามาใช้ในปี ค.ศ. 1752
วันขึ้นปีใหม่ของอังกฤษเริ่มในวันที่ 25 มีนาคม (หรือ 'วันสุภาพสตรี' (Lady
Day) ทั้งตามกฎหมายและตามประเพณีท้องถิ่น) มิใช่วันที่ 1 มกราคม
หากมิได้มีการระบุไว้เป็นอย่างอื่น
วันที่ทั้งหลายที่ปรากฏในบทความนี้จะเป็นวันที่ตามปฏิทินจูเลียน
