アイザック・ニュートンの素晴らしい年 – そしてその後の盗作容疑

ニュートンのプリンキピアの数学への複雑な道 ジェド・Z・ブッフワルド & モルデカイ・ファインゴールド プリンストン大学出版局 (2026)

1989年に心理学者のジョン・ヘイズによって特定された創造性と天才性の「10年の法則」では、芸術と科学の両方の分野の人々が進歩するには、その技術や分野を学び、実践するのに10年が必要であると述べられています。多くの科学者がこのパターンに当てはまります。

たとえば、チャールズダーウィンは、大学で 10 年間科学に没頭した後、1838 年に自然選択理論を開発しました。アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論は、光速に疑問が生じてから 10 年後の 1905 年に発表されました。そして 1990 年に、ティムバーナーズリーは、最初のコンピュータープログラムを作成してから 10 年後にインターネットとなる Web サーバーとブラウザを発明しました。

重力理論と量子理論を組み合わせるには、時間についてのより深い理解が必要です

しかし、アイザック・ニュートンは例外として際立っています。光と重力の働きを発見した17世紀の博物学者は、科学史家ジェド・ブッフワルドとモルデチャイ・ファインゴールドによる魅力的で魅力的な本の主題となっています。著者たちは何十年もかけて研究してきたニュートンの原稿と出版物。ここで彼らは、彼の有名な出版物の複雑な進化を詳細に分析しています。 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica。ニュートンが運動の法則と万有引力の法則を提案したのは、1687 年にラテン語で出版されたこの著作の 3 巻の中ででした。

1665 年から 1666 年にかけて大ペストが流行したとき、ニュートンは故郷であり自宅であるイギリスのグランサム近くのウールズソープ邸で働きながら 3 つの画期的な進歩を遂げました。家はケンブリッジの北にあり、当時彼はそこで学生だった。

というタイトルの歴史本のページ "哲学自然原理数学" アイザック・ニュートン作。ラテン語のテキストと正式な活版印刷のレイアウトが特徴です。ページには表示されるヘッダー、セクションヘッダーがあります。 "定義、" 物理学と数学の基本原理を反映した数学的および科学的用語を含む密度の高い本文。 — ニュートンの本の１ページ *数学の原理*。クレジット: SSPL/ゲッティ

数学では、動きと幾何学の複雑な問題を解決するための微分および積分の計算の基礎を築きました。物理学では、リンゴが木から落ちるのを観察した後、物体を地球に引き寄せるのと同じ目に見えない力が月の軌道を制御していると結論付けました。これは後に彼が重力の法則を開発するために使用したアイデアです。そして光学では、彼は暗い部屋でガラスプリズムを使った実験を行い、白色光が虹色で構成されていることを示しました。

しかし、この注目に値する年は、彼が数学や物理学の研究を 10 年間積み上げる前に起こりました。著者らは、1642年生まれのニュートンが学校で数学や科学を勉強したという信頼できる証拠を発見できなかった。 1661年にイギリスのケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに学生として送られたとき、両親は彼が英国国教会の牧師になることを意図しており、彼は教養学部に入学した。

ブッフヴァルトとファインゴールドは、ケンブリッジ大学でのニュートンのカリキュラムと残された論文を検討した結果、彼が本格的に科学に取り組み始めたのは最後の学生時代、つまりペストによって隠遁生活を強いられる前年の 1664 年から 65 年にかけてだったということを示唆しています。

なぜ悪い哲学が物理学の進歩を止めるのか

数学と物理学における10年規則の他の例外には、ヴェルナー・ハイゼンベルクが含まれます。 1925 年、23 歳のとき、5 年間物理学を学んだ後、量子論の基礎の 1 つである行列力学を作成しました。ポール・ディラックは、大学で応用数学を約 6 年間しか勉強していない 25 歳の時に、電子の相対論的方程式を開発し、そこから陽電子と反物質の存在を予測しました。

しかし、ハイゼンベルクにはこの時期、マックス・ボルンとニールス・ボーアという二人の有力な物理学者が指導者として迎えられ、ディラックはそれ以前に電気工学の3年間の学位を取得していた。代わりに、ニュートンは、1669 年にニュートンが後任となったケンブリッジ大学の初代ルーカス数学教授アイザック・バローを除いて、ほとんど一人で仕事をしました。

では、ニュートンはどのようにしてそれを実現したのでしょうか？ 1726年、死の直前、ロンドンの庭のリンゴの木の下に座りながら、彼は友人のウィリアム・ステュークリーにこの物語を語り、彼はこの物語を出版した。 アイザック・ニュートンの生涯に関するメモ 1752年、この会談の60年前、ニュートンは農場のリンゴの木の下で「物思いにふける気分で座っていた」とステュークリー氏は述べている。

地球に垂直に落ちるリンゴの滴を観察することで、彼は物質には重力があるに違いなく、地球の場合、それはどこか横からではなく中心そのものから来ているに違いないことに気づきました。そして、すべての物質がそのような性質を持っているなら、それはその量に比例するはずです。したがって、地球はリンゴを引っ張りますが、リンゴも地球を引っ張ります。

その後、ニュートンは、彼が重力と呼んだこの力は宇宙全体に広がっているに違いないと結論付けました。「そしてこのようにして」とステュークリーは書いている、「この重力の性質を地球と天体の運動に適用し始めた」。