아이작 뉴턴(Isac Newton)

뉴턴은 열심히 일하는 청년이었고, 놀라운 장난감들을 만들었습니다. 예를 들어, 트레드밀에서 달리는 쥐로 구동되는 풍차 모델이 그중 하나죠. 대학을 잠시 떠나 22세 쯤에 이 천재는 수학, 광학, 역학, 열역학, 음향학, 그리고 천체 역학에서 혁명적인 발전을 이루기 시작했습니다.

그는 그의 세 가지 운동의 법칙으로 유명하지만, 뉴턴 자신도 인정했듯이, 이 법칙들은 완전히 새로운 것은 아니었습니다. Hipparchus, Ibn al-Haytham, Descartes, Galileo, 그리고 Huygens는 이미 기본적인 역학을 많이 발전시켰고, 뉴턴은 첫 번째 법칙을 아리스토텔레스에게 돌렸습니다. 그러나 뉴턴은 지구에서 관측하는 일반적인 중력이 행성을 궤도에 유지하는 동일한 힘이라고 결론지은 최초의 사람이었습니다. 그의 만유인력의 법칙은 혁명적이었고, 오로지 뉴턴만의 업적이었습니다.

 

뉴턴은 열역학의 Cooling Law를 발표했습니다. 그는 또한 화학에 기여를 했고, 원자 이론의 중요한 초기 지지자였습니다. 그의 저작은 일반적인 과학적 방법에도 중요한 기여를 했습니다. 뉴턴의 천체 운동에 대한 이해는 그의 기본 법칙을 훨씬 넘어섰습니다. 천동의 선회는 Hipparchus에 의해 이미 주목되었고(고대 이집트인들도 알고 있었을 것입니다), 그러나 선회에 대한 설명은 뉴턴에 의해 처음으로 제공되었습니다: 지구의 축 선회는 달과 태양의 조력에 의한 것입니다.

 

뉴턴의 다른 지적 관심사에는 신학과 신비주의가 포함되어 있었습니다. 그는 고대 그리스 작가들인 Pythagoras, Democritus, Lucretius, Plato를 연구했고, 고대인들은 중력의 법칙을 포함하여 많은 것을 알고 있었다고 주장했습니다.

 

이 목록은 수학에만 관련되어 있지만, 뉴턴의 위대함은 그의 물리학의 광범위함에서도 나타납니다. 그의 운동의 법칙, 만유인력, 그리고 Cooling 법칙이 없더라도, 그는 광학에서의 혁명적인 작업만으로도 유명할 것입니다. 뉴턴은 회절을 설명했고, 흰 빛이 무지개의 모든 색의 혼합임을 관측했습니다. 또한 자주색은 빨간색과 파란색 빛을 결합하여 만들어진다고 지적했고, 그 관찰을 시작으로 색상 색조 "휠"을 처음으로 상상했습니다.

 

무지개의 신비는 이전의 수학자들인 Al-Farisi와 Descartes에 의해 해결되었지만, 뉴턴은 그들의 설명을 개선했습니다. 대부분의 사람들은 무지개에 여섯 가지 색만 있다고 생각할 것입니다만, 뉴턴의 영향으로 일곱 가지 색—신비한 중요성을 가진 숫자—이 받아들여진 것입니다.

 

뉴턴은 그의 역학 법칙이 시간에 대해 대칭적이라고 지적했습니다; 과거가 미래를 결정하는 것처럼, 원칙적으로 미래도 과거를 결정할 수 있다고 말이죠. 뉴턴은 아인슈타인의 질량-에너지 등가성을 거의 예상했고, "무거운 물체와 빛은 서로 변환될 수 있다... [자연은] 변환을 즐기는 것 같다"라고 적었습니다.

 

해양의 조수가 뉴턴의 여러 선배들을 놀라게 했습니다; 만유인력이 알려지고 나면, 달의 중력이 설명을 제공했습니다. 그런데 하루에 두 번의 높은 조수가 있는데, 하나는 달이 가장 먼 곳에 있을 때입니다. 명확한 사고로 두 번째 높은 조수도 중력에 의해 설명되는데, 그 첫 번째 명확한 사고를 한 사람은 누구였을까요? 맞아요, 바로 Isaac Newton입니다.

 

뉴턴의 초기 명성은 렌즈의 색수차 문제를 발견하고, 그 색수차를 상쇄하기 위해 최초의 반사 망원경을 설계했을 때 왔습니다; 그의 망원경은 그 시대 최고였습니다. 그는 또한 최초의 반사 현미경과 성게를 설계했습니다.

 

물론 다른 사람들도 독립적으로 이 기술을 개발했지만, 뉴턴은 "미적분학의 아버지"로 알려져 있습니다(그는 이를 "fluxions"이라고 불렀습니다). 그는 미적분학의 기본 정리에 대한 공로를 Leibniz와 함께 공유하고 있습니다. 이 정리는 적분과 미분이 서로의 역연산이라는 것입니다. 뉴턴은 면적, 접선, 곡선의 길이, 함수의 최대값과 최소값을 찾기 위해 여러 목적으로 미적분학을 적용했습니다.

 

데카르트는 해석 기하학의 발명자로 유명하지만, 그와 그의 추종자들은 음의 좌표를 사용하는 것조차 꺼려했습니다. 그래서 한 역사가는 뉴턴을 "대담하게 대수 방정식을 다룬 최초의 사람"이라고 선언했습니다. 뉴턴의 수학적 작품에는 이항 정리, 그의 이름을 딴 보간법, 극좌표의 개념, 지수 함수와 삼각 함수에 대한 멱급수가 포함되어 있습니다.

 

뉴턴은 또한 대수학과 방정식 이론에 기여했고, 데카르트의 부호 규칙을 일반화했습니다. 그는 아크사인 함수에 대한 급수를 개발했고, 세제곱 방정식에 대한 사실을 발견했습니다. 그는 순수한 기하학적 논리를 사용하여, 같은 질량의 구체(또는 중공의 구체)가 어떤 반지름이든 동일한 중력력을 가진다는 것을 증명했습니다. 이 사실은 천체 운동에 중요한 역할을 합니다.

뉴턴은 Puiseux 급수를 발견했고(그리고 관련된 정리를 증명했습니다), 이것은 Puiseux가 그것을 다시 발명하기 거의 두 세기 전이었습니다. 뉴턴은 고대 수학자 중 가장 위대한 몇몇 사람처럼, 원주율에 대한 근사값을 계산하는 시간을 가져갔습니다; 그의 값은 Vieta의 것보다 더 나았지만, 여전히 al-Kashi의 것만큼 정확하지는 않았습니다.

 

뉴턴이 미적분학, 광학, 그리고 중력과 운동의 법칙으로 너무 유명해서 쉽게 놓치기 쉬운 것은, 그가 또한 매우 위대한 기하학자였다는 사실입니다. 그는 Pappus의 유명한 문제를 처음으로 완전히 해결했고, 순수한 기하학만을 사용했습니다. 아르키메데스와 Pappus의 "neusis"(비-플라톤주의) 구성을 기반으로, 그는 정육면체의 부피를 두 배로 하는 방법과 각도를 임의의 ( k )로 나눌 수 있다는 것을 증명했습니다. 이를 위해 conchoid나 특정 기계적 곡선을 사용할 수 있다면 말입니다.

 

또한 그는 Apollonius의 유명한 정리를 기반으로 하이퍼볼릭 삼각측량이라고 불리는 기술을 개발했습니다. 데카르트의 해석 기하학의 힘에도 불구하고, 뉴턴의 합성 기하학적 업적은 뛰어났습니다. 변분법의 발명 이전에도 뉴턴은 그 분야에서 어려운 작업을 했습니다. 예를 들어, "최적의 총알 모양"을 계산했습니다.

 

그의 기하학적 정리 중에는 사각형과 그것을 내접하거나 외접하는 타원에 대한 여러 가지가 있습니다. 그는 주어진 네 점에 의해 정의되는 포물선을 구성했고, 다양한 세제곱 곡선 구성을 했습니다. 뉴턴은 Poncelet의 연속성 원칙을 예상했습니다. 그의 뛰어난 업적을 보여주는 일화 중 하나는 브라키스토크론 문제입니다. 이 문제는 유럽의 최고 수학자들을 당황하게 했고, 뉴턴의 노년기에 그의 주목을 받았습니다. 그는 몇 시간 만에 이 문제를 해결하고 익명으로 답을 발표했습니다. 하지만 그 해답을 보자마자 Jacob Bernoulli는 "사자의 발자국을 보고 그것이 누구인지 알아볼 수 있다"고 외쳤습니다.

 

1687년에 뉴턴은 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica를 출판했는데, 이는 종종 역사상 가장 위대한 과학 책으로 꼽힙니다. 뉴턴 이전에는 행성의 운동이 제대로 이해되지 않았습니다. 그러나 Principia에서 뉴턴은 그의 운동의 법칙의 결과를 분석하고 만유인력의 법칙을 도입했습니다. 이로 인해 천체 운동의 주요한 미스터리가 드디어 해결되었고, 큰 과학 혁명이 시작되었습니다.

 

뉴턴은 한 번 "진리는 항상 단순함에서, 그리고 물건들의 다양성과 혼란에서 아니라"라고 적었습니다. Sir Isaac Newton은 "인류에게 이렇게 큰 장식이 존재했다는 것에 인간들이 기뻐하라"라는 문구가 새겨진 무덤에 잠들어 있습니다.

 

뉴턴은 Michael Hart의 '역사상 가장 영향력 있는 인물' 명단에서 2위에 랭크되어 있습니다. (1위는 알라의 예언자 무함마드입니다.) 어떤 기준을 사용하든, 뉴턴은 물리학자나 과학자 명단에서 확실히 첫 번째나 두 번째에 랭크될 것입니다. 그러나 순수 수학자 명단에서는 그를 약간 뒤로 미룰 수 있습니다: 그의 중점은 물리학이었고, 라이프니츠(미적분학의 발명자로서 뉴턴의 경쟁자)의 기여가 뉴턴의 미적분학의 역사적 중요성을 줄입니다. 그를 1위로 랭크한 이유 중 하나는 Gottfried Leibniz 자신의 한 말입니다: "세상이 시작된 이래로 뉴턴이 살던 시절까지의 수학을 가져다 보면, 그가 한 일이 훨씬 더 나은 부분이다."