Physiquement, Sir Isaac Newton n’était pas un homme de grande taille. Cependant, il avait un grand intellect, comme le montrent ses découvertes sur la gravité, la lumière, le mouvement, les mathématiques, et plus encore.
La légende veut qu’Isaac Newton ait eu l’idée de la théorie gravitationnelle en 1665, ou 1666, après avoir regardé une pomme tomber. Il s’est demandé pourquoi la pomme tombait directement vers le bas, plutôt que latéralement ou même vers le haut. « Il a montré que la force qui fait tomber la pomme et qui nous maintient sur le sol est la même que celle qui maintient la lune et les planètes dans leur orbite », explique Martin Rees. Il est un ancien président de la Royal Society britannique, l’académie nationale des sciences du Royaume-Uni, qui était autrefois dirigée par Newton lui-même.
« Sa théorie de la gravité ne nous aurait pas permis d’obtenir des satellites de positionnement global », a déclaré Jeremy Gray, un historien des mathématiques à l’Open University de Milton Keynes, au Royaume-Uni.
« Mais elle était suffisante pour développer les voyages dans l’espace. »
Les années Cambridge
Newton est né deux à trois mois avant terme le 4 janvier 1643, dans le Lincolnshire, en Angleterre. Enfant pratique, il aimait construire des modèles, y compris un minuscule moulin qui moulait réellement de la farine, alimenté par une souris tournant dans une roue.
Admis à l’université de Cambridge en 1661, Newton n’a d’abord pas réussi à briller comme étudiant. En 1665, l’école a temporairement fermé ses portes à cause de la peste bubonique, une maladie qui a tué plus de 100 000 personnes à Londres à cette époque. En conséquence, Newton est retourné chez lui, dans le Lincolnshire, pendant deux ans.
C’est à cette époque que le remue-méninges de la chute des pommes a eu lieu. Newton est ensuite retourné à Cambridge en 1667, et a occupé le poste de professeur de mathématiques jusqu’en 1696.
Les avancées de Newton
La compréhension de la gravité n’était qu’une partie de la contribution de Newton aux mathématiques et aux sciences. Son autre intérêt majeur était le calcul, un sujet qui examine les taux, ou la mesure du changement. Avec le mathématicien allemand Gottfried Leibniz, Newton a développé la différenciation et l’intégration. Ces deux méthodes sont encore utilisées dans de nombreux domaines scientifiques. La différenciation est utilisée pour mesurer tout taux de changement, comme la vitesse de reproduction d’une espèce animale. L’intégration est souvent utilisée en géométrie pour calculer les surfaces et les volumes.
Newton s’est également beaucoup intéressé à l’optique, l’étude de la lumière et de son comportement. Cela l’a conduit à proposer, à juste titre, que la lumière blanche est en fait la combinaison de la lumière de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Il a utilisé ses connaissances pour montrer pourquoi les télescopes de l’époque ne pouvaient pas reproduire les couleurs avec précision. Newton a conçu un télescope qui utilisait des miroirs plutôt que de simples lentilles de verre. Cela permettait à la nouvelle machine de concentrer toutes les couleurs sur un seul point, ce qui donnait une image plus nette et plus précise. Aujourd’hui encore, les télescopes à miroir, y compris le télescope spatial Hubble, sont des outils clés de l’astronomie.
La perspicacité de Newton en matière de pomme lui a permis de développer les trois lois du mouvement. Ces lois sont encore utilisées pour décrire la façon dont les forces affectent les objets, comme la façon dont les fusées volent ou les balles de baseball se déplacent. Une force peut être considérée comme une poussée ou une traction dans une direction spécifique.
Première loi du mouvement : Inertie
Un objet au repos restera au repos, et un objet en mouvement restera en mouvement le long d’une ligne droite à moins d’être déplacé par une force extérieure.
Deuxième loi du mouvement : Accélération
Un objet accélère si une force lui est appliquée. L’accélération est le taux de changement de la vitesse d’un objet. L’accélération se produit dans la direction de la force. Pour une force fixe, les objets plus grands auront une accélération plus faible.
Si la masse ne change pas, la force est égale à la masse multipliée par l’accélération, ou F = ma.
Troisième loi du mouvement : Action et réaction
Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Par exemple, disons que l’objet A frappe l’objet B. Cela signifie que A exerce une force sur B dans une certaine direction. Par la troisième loi de Newton, A reçoit également une force de la part de B. Les deux forces sont égales et sont dirigées dans des directions opposées.
Les « Principia »
Newton a publié ses découvertes en 1687, dans un livre intitulé Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Le titre latin est traduit par Principes mathématiques de la philosophie naturelle, et le livre est communément connu sous le nom de Principia.
« Les Principia de Newton l’ont rendu célèbre – peu de gens les ont lus, et encore moins les ont compris », a écrit le mathématicien Robert Wilson de l’Open University. « Mais tout le monde savait que c’était une grande œuvre, un peu comme la théorie de la relativité d’Einstein plus de deux cents ans plus tard. »
Les années vaines et vengeresses
Malgré la richesse de ses découvertes, Newton n’était pas très apprécié, surtout dans sa vieillesse. À ce moment-là, il était à la tête de la Royal Mint de Grande-Bretagne, qui imprimait de l’argent et créait des pièces de monnaie. Il a également siégé au Parlement, une branche du gouvernement britannique, et a écrit sur la religion, entre autres choses. En tant que personnalité, Newton était solitaire quand il était jeune, et vaniteux et rancunier dans ses dernières années, dit Rees. Il « sabotait ses rivaux », ajoute Rees.
Sir David Wallace est directeur de l’Institut Isaac Newton pour les sciences mathématiques à Cambridge, en Angleterre. Il a déclaré que Newton « était un personnage complexe, qui a également poursuivi l’alchimie » – la recherche d’une méthode pour transformer les métaux communs en or. En tant que maître de la Monnaie, Newton n’a montré aucune pitié envers les fabricants de fausses pièces condamnés à mort, dit Wallace.
En 1727, à 84 ans, Sir Isaac Newton meurt dans son sommeil. Il a été enterré avec beaucoup de cérémonie dans l’abbaye de Westminster à Londres, en Angleterre.