Isaac Newton

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Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien^[1] au manoir de Woolsthorpe près de Grantham et mort le 31 mars 1727^[1] à Kensington. Figure emblématique des sciences, il est surtout reconnu pour sa théorie de la gravitation et la création, en concurrence avec Leibniz, du calcul infinitésimal.

Sommaire 1 Biographie 1.1 L'épisode des faux-monnayeurs 2 Théories scientifiques 2.1 Les lois de Newton 2.1.1 La première loi de Newton ou principe d'inertie 2.1.2 La seconde loi de Newton ou loi fondamentale de la dynamique (lfd) 2.1.3 La troisième loi de Newton ou principe des actions réciproques 3 À noter 4 Anecdotes 5 Œuvres 6 Études sur la personne et l'œuvre 7 Voir aussi 7.1 Articles connexes 7.2 Liens externes 8 Notes

[modifier] 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 à 18 ans 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 la chaire de professeur lucasien.

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

[modifier] L'épisode des 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 ses lois. 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, Chaloner 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, Chaloner 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.

[modifier] Théories scientifiques

Son ouvrage majeur, Principes mathématiques de la philosophie naturelle, fut publié en 1687 (traduit en français par la marquise du Châtelet en 1756). Les méthodes de calcul qu'il y utilise en font un précurseur du calcul vectoriel.

Dans le domaine de l'optique, il améliore en 1671 le télescope à réflexion de Gregory, et il publie en 1704 son traité Opticks démontrant que la lumière blanche est formée de plusieurs couleurs.

Bien que cet aspect de sa vie soit moins connu, Newton se passionna également pour l'alchimie et la théologie.

« L'espace est de durée éternelle et de nature immuable, et ce parce qu'il est l'effet émanant d'un être éternel et immuable. Si jamais l'espace n'avait pas existé, Dieu, à ce moment-là, n'aurait été présent nulle part… Si nous disons avec Descartes que l'étendue est le corps, ne frayons-nous pas manifestement la voie à l'athéisme ? tant parce qu'alors l'étendue n'est pas une créature mais est de toute éternité, que parce que nous en avons une idée absolue sans rapport à Dieu, et qu'ainsi nous pouvons concevoir que l'étendue existe, tout en imaginant que Dieu n'existe pas ? » (De Gravitatione).

Il est aussi réputé avoir passé une quinzaine d'années à calculer, à partir des écrits bibliques, la date de la fin du monde, laquelle est désormais dépassée.

En mécanique, la plupart de ses principes, déjà mis à mal par le développement de la thermodynamique au XIX^e siècle, ont été balayés par la relativité d'Einstein et la dualité onde-corpuscule. Cependant le génie de sa mécanique relationnelle était de simplifier beaucoup, ce qui contribua au développement des recherches dans le domaine de la mécanique simple, où la masse s'identifie à la matière et où l'on suppose une continuité parfaite.

[modifier] 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 :

[modifier] La première loi de Newton ou principe d'inertie

Dans un référentiel 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.

[modifier] La seconde loi de Newton ou loi fondamentale de la dynamique (lfd)

L'application d'une force sur un objet, modifie la vitesse de ce dernier. L'accélération résultante 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

[modifier] La troisième loi de Newton ou principe des actions réciproques

Si un corps A applique une force sur le corps B, alors, le corps B applique sur le corps A une force de même direction (celle de la droite (AB) ) de même intensité et de sens opposé à , c'est-à-dire .

On appelle parfois cette dernière loi la loi d'action-réaction mais ce vocabulaire est susceptible de prêter à confusion. Voir principe des actions réciproques.

[modifier] À 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 mathématiques :
  • 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)^α 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 polygone 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.
• Newton donnera aussi son nom au concept de "newtonianisme", principe d'une règle unique gérant tous les phénomènes, qui admet des forces immanentes à la matière,contre le cartésianisme qui expliquait tout par le mécanisme,(les tourbillons pour les mouvements des corps célestes.)

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

[modifier] Anecdotes

• Newton était un grand alchimiste. Mais les documents le montrant ont été dissimulés par sa famille, craignant que cela nuise à sa renommée future.^{[réf. nécessaire]} Voir : Newton ou le triomphe de l'alchimie par Jean-Paul Auffray, Le Pommier éditeur, avril 2000
• Newton est souvent présenté comme un fervent végétarien, toutefois rien ne permet d'appuyer cette hypothèse sinon des prescriptions d'ordre médical vers la fin de sa vie qui lui recommandaient de manger des plats légers.^{[réf. nécessaire]}
• Newton est connu pour avoir établi la loi de la gravitation universelle, mais il faut préciser que des doutes subsistent sur ce fait. En effet, Newton travailla longtemps avec Robert Hooke, et l'aurait « écarté » de façon à s'approprier cette découverte. Cette découverte a nui à l'activité scientifique de Hooke.
• 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 frappé d'une pomme lui tombant sur la tête est parodiée de diverses façons.

[modifier] Œuvres

• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Londres, 1687, 2^e éd. 1713, 3^e 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 [USA] : Harvard University Press, 1972. xl-547p. ISBN 0-674-66475-2.
  • Volume 2, Introduction to Newton's Principia. Cambridge [USA] : Harvard University Press, 1971 ; rééd. 1978. ISBN 0-674-46193-2.
  • Newton (Isaac), De la gravitation, Gallimard, Paris, 1995, 261p, ISBN 2-07-072560-X
  • Newton (Isaac), Ecrits sur la religion, Gallimard, Paris, 1996, 263p, ISBN 2-07-073814-0
  • Newton (Isaac), Optique, Christian Bourgois éditeur, Paris, 1989

[modifier] 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), Études newtoniennes. Paris, Gallimard, 1991. (Bibliothèque des idées). 353p. ISBN 2-07-027142-0.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Articles connexes

• 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

[modifier] Liens externes

• (fr) Biographie
• (fr) Autre biographie
• (fr) Principes mathématiques de la philosophie naturelle, tome I, sur Gallica, trad. française de la Marquise du Châtelet
• (fr) Principes mathématiques de la philosophie naturelle, tome II, sur Gallica, trad. fr. de la Marquise du Châtelet
• (la) Ouvrage de Newton numérisé par le SCD de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg

[modifier] Notes

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