ประวัติ
เซอร์ไอแซค นิวตัน เกิดเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 1642 ที่ลินคอล์นเชียร์ อังกฤษมในสมัยที่เป็นเด็กไม่ค่อยสนใจในการเรียนนัก ชอบทางด้านเครื่องจักร เครื่องกล แต่พออายุได้ 15 ปี เขากลับเอาใจใส่การศึกษามากขึ้น พอบิดาของเขาถึงแก่กรรมลง มารดาก็ตั้งใจจะให้เขาทำงานในฟาร์มเหมือนบิดา แต่เขาไม่ชอบ นิวตันเป็นคนไม่ชอบเพื่อน ฉะนั้นเขาจึงมีเวลามากพอที่จะหมกมุ่นอยู่กับตำราเป็นส่วนใหญ่ เขาเริ่มคิดประดิษฐ์สิ่งแปลกๆ ใหม่ๆ ขึ้น เป็นต้นว่า โรงสีลมเล็กๆ ซึ่งใช้กำลังงานกระแสลมทำให้เครื่องจักรหมุน และสร้างนาฬิกาน้ำโดยให้หยดลงมาในถังแล้วสังเกตระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นมา พอนิวตันจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เมื่อ ปี 1665 เขาก็ทำงานเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยนี้พอเกิด โรคระบาด มหาวิทยาลัยปิดชั่วคราว นิวตันจึงกลับไปทำงานส่วนตัวที่บ้าน ในช่วงเวลานั้นเป็นระยะที่เขาได้ความคิดเกี่ยวกับงานสำคัญของเขาในเวลา ต่อมาหลายเรื่อง เมื่อเขาทำงานเงียบๆ ด้วยตัวเอง คิดถึงสิ่งต่างๆ ที่เขาได้สังเกตและสามารถเห็นเหตุผลที่ทำให้เกิดขึ้น ซึ่งคนอื่นมองเห็นเป็นเรื่องธรรมดาเช่น การสังเกตการหล่นของผลแอปเปิ้ล ที่ให้เขาได้ความคิดเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงดึงดูดทุกสิ่งทุกอย่างบนโลกและเป็นแรงที่ทำให้ โลก ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และต่างๆ อยู่ในระบบสุริยะ คนที่ไปมองเห็นสีของรุ้งกินน้ำในท้องฟ้า แต่นิวตันรู้และสามารถพิสูจน์ได้ว่า แสงที่เราเห็นว่า ไม่มีสีหรือที่เรียกว่ามีสีขาวเกิดจากสีรุ้งนั่นเอง นิวตันเป็นคนที่อ่อนไหว เขาไม่ชอบการขัดแย้งกัน และมักจะโกรธต่อเสียงวิพากษ์วิจารณ์ เขาไม่ได้ตี พิมพ์เรื่องแรงโน้มถ่วงเป็นเวลาหลายปี ในระหว่างนั้นเขาได้ศึกษาวิธีที่สร้างกล้องโทรทรรศน์ และเมื่อเขากลับไปเคมบริดจ์ เขาได้สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบใหม่ แบบมีตัวสะท้อนแสง แล้วกล้องโทรทรรศน์นี้ ทำให้เขามีชื่อเสียงและได้รับเชิญให้เข้าร่วมในราชสมาคมชั้นนำของนักวิทยา ศาสตร์ในประเทศอังกฤษ แต่โรเบิร์ต ฮุค ซึ่งเป็นสมาชิกคนหนึ่งของสมาคมได้วิจารณ์ความคิดของเขาเกี่ยวกับธรรมชาติของ แสง นิวตันและฮุคจึงไม่เคยเป็นเพื่อนที่ดีต่อกันอีกเลย นิวตันยังมีความสนใจในสิ่งนอกเหนือไปจากวิทยาศาสตร์ เขาได้เป็นสมาชิกรัฐสภาในช่วงเวลาสั้นๆ จากนั้นในปี 1699 เขาก็ได้เป็นหัวหน้ากองกษาปณ์ของราชสำนัก ซึ่งผลิดเหรียญที่ใช้กันในประเทศถึงแม้ว่าเขาจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่เขาก็มีความคิด บางอย่างที่แปลกประหลาด เช่น เขาเชื่อในเรื่องโหราศาสคร์ เชื่อในทฤษฏีที่ดวงดาวมีอิทธิพลต่อโชคชะตาของคน เขาได้ศึกษาเกี่ยวกับการเล่นแร่แปรธาตุ ซึ่งเชื่อกันว่าจะสามารถเปลี่ยนโลหะเช่น ทองแดงให้เป็นทองได้ ในสมัยของนิวตัน ผู้คนมีเชื่อกันเช่นนี้มาก ซึ่ง ในปัจจุบันเราทราบว่าเป็นเรื่องไร้สาระ ไอแซค นิวตัน เป็นบุคคลที่มุ่งทำประโยชน์ส่วนรวมมากกว่าชีวิตของตนเอง เขามีความสุขอยู่กับการทดลอง วิทยาศาสตร์และการคำนวณภายในห้องทดลองของเขายิ่งกว่าอื่นใด เขาได้รับพระราชทานบรารดาศักดิ์เป็นท่าน " เซอร์"เมื่อมีอายุร่วม 60 ปีแล้วเซอร์ ไอแซคนิวตัน ถึ่งแก่กรรมเมื่ออายุได้ 84 ปี และถูกฝังในสุสานวิหารเวสมินสเตอร์ ซึ่งในปัจุบันนี้มีอนุสาวรีย์ของเขาตั้งอยู่ แม้ว่ามทุกคนจะระลึกถึงเขาว่าเป็น บุคคลสำคัญคนหนี่ง แต่ตัวเขาเคยพูดว่า ฉันมองได้ไกลกว่าคนส่วนใหญ่ก็เพราะฉันยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์
เซอร์ไอแซค นิวตัน เกิดเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 1642 ที่ลินคอล์นเชียร์ อังกฤษมในสมัยที่เป็นเด็กไม่ค่อยสนใจในการเรียนนัก ชอบทางด้านเครื่องจักร เครื่องกล แต่พออายุได้ 15 ปี เขากลับเอาใจใส่การศึกษามากขึ้น พอบิดาของเขาถึงแก่กรรมลง มารดาก็ตั้งใจจะให้เขาทำงานในฟาร์มเหมือนบิดา แต่เขาไม่ชอบ นิวตันเป็นคนไม่ชอบเพื่อน ฉะนั้นเขาจึงมีเวลามากพอที่จะหมกมุ่นอยู่กับตำราเป็นส่วนใหญ่ เขาเริ่มคิดประดิษฐ์สิ่งแปลกๆ ใหม่ๆ ขึ้น เป็นต้นว่า โรงสีลมเล็กๆ ซึ่งใช้กำลังงานกระแสลมทำให้เครื่องจักรหมุน และสร้างนาฬิกาน้ำโดยให้หยดลงมาในถังแล้วสังเกตระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นมา พอนิวตันจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เมื่อ ปี 1665 เขาก็ทำงานเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยนี้พอเกิด โรคระบาด มหาวิทยาลัยปิดชั่วคราว นิวตันจึงกลับไปทำงานส่วนตัวที่บ้าน ในช่วงเวลานั้นเป็นระยะที่เขาได้ความคิดเกี่ยวกับงานสำคัญของเขาในเวลา ต่อมาหลายเรื่อง เมื่อเขาทำงานเงียบๆ ด้วยตัวเอง คิดถึงสิ่งต่างๆ ที่เขาได้สังเกตและสามารถเห็นเหตุผลที่ทำให้เกิดขึ้น ซึ่งคนอื่นมองเห็นเป็นเรื่องธรรมดาเช่น การสังเกตการหล่นของผลแอปเปิ้ล ที่ให้เขาได้ความคิดเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงดึงดูดทุกสิ่งทุกอย่างบนโลกและเป็นแรงที่ทำให้ โลก ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และต่างๆ อยู่ในระบบสุริยะ คนที่ไปมองเห็นสีของรุ้งกินน้ำในท้องฟ้า แต่นิวตันรู้และสามารถพิสูจน์ได้ว่า แสงที่เราเห็นว่า ไม่มีสีหรือที่เรียกว่ามีสีขาวเกิดจากสีรุ้งนั่นเอง นิวตันเป็นคนที่อ่อนไหว เขาไม่ชอบการขัดแย้งกัน และมักจะโกรธต่อเสียงวิพากษ์วิจารณ์ เขาไม่ได้ตี พิมพ์เรื่องแรงโน้มถ่วงเป็นเวลาหลายปี ในระหว่างนั้นเขาได้ศึกษาวิธีที่สร้างกล้องโทรทรรศน์ และเมื่อเขากลับไปเคมบริดจ์ เขาได้สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบใหม่ แบบมีตัวสะท้อนแสง แล้วกล้องโทรทรรศน์นี้ ทำให้เขามีชื่อเสียงและได้รับเชิญให้เข้าร่วมในราชสมาคมชั้นนำของนักวิทยา ศาสตร์ในประเทศอังกฤษ แต่โรเบิร์ต ฮุค ซึ่งเป็นสมาชิกคนหนึ่งของสมาคมได้วิจารณ์ความคิดของเขาเกี่ยวกับธรรมชาติของ แสง นิวตันและฮุคจึงไม่เคยเป็นเพื่อนที่ดีต่อกันอีกเลย นิวตันยังมีความสนใจในสิ่งนอกเหนือไปจากวิทยาศาสตร์ เขาได้เป็นสมาชิกรัฐสภาในช่วงเวลาสั้นๆ จากนั้นในปี 1699 เขาก็ได้เป็นหัวหน้ากองกษาปณ์ของราชสำนัก ซึ่งผลิดเหรียญที่ใช้กันในประเทศถึงแม้ว่าเขาจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่เขาก็มีความคิด บางอย่างที่แปลกประหลาด เช่น เขาเชื่อในเรื่องโหราศาสคร์ เชื่อในทฤษฏีที่ดวงดาวมีอิทธิพลต่อโชคชะตาของคน เขาได้ศึกษาเกี่ยวกับการเล่นแร่แปรธาตุ ซึ่งเชื่อกันว่าจะสามารถเปลี่ยนโลหะเช่น ทองแดงให้เป็นทองได้ ในสมัยของนิวตัน ผู้คนมีเชื่อกันเช่นนี้มาก ซึ่ง ในปัจจุบันเราทราบว่าเป็นเรื่องไร้สาระ ไอแซค นิวตัน เป็นบุคคลที่มุ่งทำประโยชน์ส่วนรวมมากกว่าชีวิตของตนเอง เขามีความสุขอยู่กับการทดลอง วิทยาศาสตร์และการคำนวณภายในห้องทดลองของเขายิ่งกว่าอื่นใด เขาได้รับพระราชทานบรารดาศักดิ์เป็นท่าน " เซอร์"เมื่อมีอายุร่วม 60 ปีแล้วเซอร์ ไอแซคนิวตัน ถึ่งแก่กรรมเมื่ออายุได้ 84 ปี และถูกฝังในสุสานวิหารเวสมินสเตอร์ ซึ่งในปัจุบันนี้มีอนุสาวรีย์ของเขาตั้งอยู่ แม้ว่ามทุกคนจะระลึกถึงเขาว่าเป็น บุคคลสำคัญคนหนี่ง แต่ตัวเขาเคยพูดว่า ฉันมองได้ไกลกว่าคนส่วนใหญ่ก็เพราะฉันยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์
ผลงาน
ด้านคณิตศาสตร์
กล่าวกันว่า
ผลงานของนิวตันเป็น "ความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่ในทุกสาขาของคณิตศาสตร์ในยุคนั้น[20] ผลงานที่เขาเรียกว่า Fluxion
หรือแคลคูลัส ซึ่งปรากฏอยู่ในงานเขียนชุดหนึ่งเมื่อเดือนตุลาคม ค.ศ.
1666 ในปัจจุบันได้รับการตีพิมพ์อยู่รวมกับงานด้านคณิตศาสตร์อื่นๆ
ของนิวตัน[21] ในจดหมายที่ไอแซก แบร์โรว์ ส่งไปให้จอห์น 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.
|
 |
ต่อมานิวตันมีข้อขัดแย้งกับไลบ์นิซในเรื่องที่ว่า
ใครเป็นผู้คิดพัฒนาแคลคูลัสก่อนกัน
นักประวัติศาสตร์ยุคใหม่เชื่อว่าทั้งนิวตันและไลบ์นิซต่างคนต่างก็พัฒนาแคลคูลัสกณิกนันต์กันโดยอิสระ แม้ว่าจะมีบันทึกที่แตกต่างกันมากมาย ดูเหมือนว่า
นิวตันจะไม่เคยตีพิมพ์อะไรเกี่ยวกับแคลคูลัสเลยก่อนปี พ.ศ. 2236 และไม่ได้เขียนบทความฉบับสมบูรณ์ในเรื่องนี้ตราบจนปี พ.ศ. 2247 ขณะที่ไลบ์นิซเริ่มตีพิมพ์บทความฉบับเต็มเกี่ยวกับกระบวนวิธีคิดของเขาในปี
พ.ศ. 2227 (บันทึกของไลบ์นิซและ
"กระบวนวิธีดิฟเฟอเรนเชียล"
เป็นที่ยอมรับนำไปใช้โดยนักคณิตศาสตร์ในภาคพื้นยุโรป
และต่อมานักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษจึงค่อยรับไปใช้ในปี พ.ศ. 2363) แต่อย่างไรก็ดี แนวคิดนี้ไม่ได้ให้ข้อสังเกตในเนื้อหาของแคลคูลัส
ซึ่งนักวิจารณ์ทั้งในยุคของนิวตันและยุคสมัยใหม่ต่างระบุว่า มีอยู่ในเล่มที่ 1
ของหนังสือชุดPrincipia ของนิวตัน
(ตีพิมพ์ปี 2230) 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 2234 ดุยลิเยร์เริ่มต้นเขียน Principia ของนิวตันขึ้นในรูปแบบใหม่ และติดต่อกับไลบ์นิซ[30] มิตรภาพระหว่างดุยลิเยร์กับนิวตันเริ่มเสื่อมลงตั้งแต่ปี
2236 และหนังสือนั้นก็เลยเขียนไม่เสร็จ
สมาชิกราชสมาคมแห่งลอนดอนหลายคน (สมาคมซึ่งนิวตันเป็นสมาชิกอยู่ด้วย) เริ่มกล่าวหาไลบ์นิซว่าลอกเลียนผลงานของนิวตันในปี พ.ศ. 2242 ข้อโต้แย้งรุนแรงขึ้นถึงขั้นแตกหักในปี
2254 เมื่อทางราชสมาคมฯ ประกาศในงานศึกษาชิ้นหนึ่งว่า
นิวตันคือผู้ค้นพบแคลคูลัสที่แท้จริง และตราหน้าไลบ์นิซว่าเป็นจอมหลอกลวง
งานศึกษาชิ้นนั้นกลายเป็นที่เคลือบแคลงสงสัยเมื่อพบในภายหลังว่าตัวนิวตันนั่นเองที่เป็นคนเขียนบทสรุปของงานโดยเฉพาะส่วนที่เกี่ยวกับไลบ์นิซ
ข้อขัดแย้งในเรื่องนี้กลายเป็นรอยด่างพร้อยในชีวิตของทั้งนิวตันและไลบ์นิซตราบจนกระทั่งไลบ์นิซเสียชีวิตในปี
พ.ศ. 2259[31]
นิวตันได้รับยกย่องโดยทั่วไปเนื่องจากทฤษฎีบททวินามที่ใช้ได้สำหรับเลขยกกำลังใดๆ เขาเป็นผู้ค้นพบ Newton's identities, Newton's method, เส้นโค้งบนระนาบลูกบาศก์ (โพลีโนเมียลอันดับสามของตัวแปรสองตัว), เขามีส่วนอย่างสำคัญต่อทฤษฎี finite differences, และเป็นคนแรกที่ใช้เศษส่วนเลขชี้กำลัง (fractional
indices) และนำเรขาคณิตเชิงพิกัดมาใช้หาคำตอบจากสมการไดโอแฟนทีน เขาหาค่าผลบวกย่อยโดยประมาณของอนุกรมฮาร์โมนิกได้โดยใช้ลอการิทึม (ก่อนจะมีสมการผลรวมของออยเลอร์) และเป็นคนแรกที่ใช้อนุกรมกำลัง งานของนิวตันเกี่ยวกับอนุกรมอนันต์ได้รับแรงบันดาลใจจากเลขทศนิยมของไซมอน
สเตวิน (Simon Stevin)[32]
นิวตันได้รับแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ลูเคเชียนด้านคณิตศาสตร์เมื่อปี
พ.ศ. 2212 โดยการเสนอชื่อของแบร์โรว์
ซึ่งในวันรับตำแหน่งนั้น
ผู้รับตำแหน่งที่เป็นภาคีสมาชิกของเคมบริดจ์หรือออกซฟอร์ดจะต้องบวชเข้าเป็นพระในนิกายแองกลิกัน
อย่างไรก็ดี
ตำแหน่งศาสตราจารย์ลูเคเชียนนี้ไม่ได้บังคับว่าผู้รับตำแหน่งจะต้องปฏิบัติหน้าที่ทางศาสนา
(คาดว่าคงเพราะต้องการให้มีเวลาเพื่อวิทยาศาสตร์มากกว่า)
นิวตันจึงยกเป็นข้ออ้างว่าตนไม่จำเป็นต้องบวช และได้รับพระราชานุญาตจากพระเจ้าชาลส์ที่ 2 แห่งอังกฤษ การที่เราจะไปรักใครซักคนไม่ใช้เรื่องยาก
แต่เราต้องกล้าที่จะพูดกล้าที่จะทำกล้าที่จะยอมรับในสิ่งที่เกิดขึ้นเราทำอะไรไปบ้างเราไม่ได้ทำอะไรไปบ้าง
เราต้องยอมรับให้หมด
ด้านทัศนศาสตร์
ช่วงปี 2213-2215 นิวตันสอนวิชาทัศนศาสตร์[34] ในระหว่างช่วงเวลานี้
เขาศึกษาเรื่องการหักเหของแสง โดยแสดงให้เห็นว่า ปริซึมสามารถแตกแสงขาวให้กลายเป็นสเปกตรัมของแสงได้
และถ้ามีเลนส์กับปริซึมอีกแท่งหนึ่งจะสามารถรวมแสงสเปกตรัมหลายสีกลับมาเป็นแสงขาวได้[35] นักวิชาการยุคใหม่เปิดเผยว่างานวิเคราะห์แสงขาวของนิวตันนี้เป็นผลมาจากวิชาเล่นแร่แปรธาตุเชิงคอร์พัสคิวลาร์[36]
เขายังแสดงให้เห็นว่า
แสงที่มีสีจะไม่เปลี่ยนคุณสมบัติไปไม่ว่าจะถูกกระจายลำแสงออกส่องไปยังพื้นผิววัตถุใดๆ
ก็ตาม นิวตันให้ข้อสังเกตว่า ไม่ว่าแสงนั้นจะสะท้อน กระจาย หรือเคลื่อนผ่านอะไร
มันก็ยังคงเป็นสีเดิมอยู่นั่นเอง นอกจากนี้เขาสังเกตว่า สีนั้นคือผลลัพธ์จากการที่วัตถุมีปฏิกิริยากับแสงที่มีสีอยู่แล้ว
ไม่ใช่ว่าวัตถุนั้นสร้างสีของมันออกมาเอง แนวคิดนี้รู้จักในชื่อ ทฤษฎีสีของนิวตัน
(Newton's theory of colour)[37]
