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아이작 뉴턴

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목차

1. 개요

아이작 뉴턴은 1642년 12월 25일 태어나 1727년 3월 사망한 영국의 물리학자, 수학자, 천문학자, 신학자이다. 그는 만유인력의 법칙을 발견하고, 뉴턴 운동 법칙을 제시하여 고전 역학의 기초를 확립했다. 미적분법을 라이프니츠와 독립적으로 발전시켰으며, 광학 연구를 통해 백색광이 여러 색깔의 빛으로 분리될 수 있음을 증명했다. 주요 저서로는 《자연철학의 수학적 원리》, 《광학》 등이 있다. 뉴턴은 케임브리지 대학교의 루카스 수학교수직을 역임하고, 왕립학회 회장, 조폐국 국장 등을 지냈다. 역사상 가장 위대한 과학자 중 한 명으로 평가받으며, 사과가 떨어지는 것을 보고 만유인력의 아이디어를 떠올렸다는 일화로도 유명하다.

2. 생애

아이작 뉴턴은 1642년 12월 25일(신력 1643년 1월 4일) 링컨셔주 울스소프 매너에서 태어났다. 아버지의 이름도 아이작 뉴턴이었는데, 뉴턴이 태어나기 3개월 전에 사망했다. 뉴턴은 미숙아로 태어나 매우 작았는데, 어머니 한나 에이스커프는 뉴턴이 쿼트 머그잔에 들어갈 정도였다고 전했다. 뉴턴이 세 살 때, 어머니는 바나바스 스미스 목사와 재혼했고, 뉴턴은 외할머니 마저리 에이스커프의 보살핌을 받았다. 뉴턴은 새아버지를 싫어했고, 어머니의 재혼에 대해 적대감을 가졌다.[26] 어머니는 두 번째 결혼에서 메리, 벤자민, 한나 세 명의 자녀를 더 낳았다.

1661년 6월, 뉴턴은 캠브리지 대학교 트리니티 칼리지에 입학했다. 캠브리지에서 공부했던 삼촌 윌리엄 에이스커프 목사가 그를 대학교에 추천했다. 당시 캠브리지의 교육은 아리스토텔레스의 사상에 기반을 두었으나, 뉴턴은 데카르트, 갈릴레오 갈릴레이와 같은 현대적인 철학자와 천문학자도 함께 공부했다. 1665년, 뉴턴은 일반화된 이항정리를 발견하고, 이후 미적분학의 기초가 된 수학 이론을 개발하기 시작했다. 같은 해 8월, 대역병을 피하기 위해 대학교가 문을 닫으면서 뉴턴은 고향으로 돌아갔다.[28]

뉴턴은 캠브리지 학생 시절에는 두드러지지 않았지만, 학사 학위 이후 몇 년간 울즈소프에서 개인적인 연구를 진행하며 "과학자의 경험 중 가장 풍요롭고 생산적인 시기"를 보냈다.[29] 이 기간 동안 뉴턴은 미적분학,[30] 광학, 만유인력의 법칙에 대한 이론을 발전시켰다.[63]

1667년 4월, 뉴턴은 캠브리지 대학교로 돌아와 10월에 트리니티 칼리지의 펠로우로 선출되었다.[31] 1669년에는 아이작 배로의 뒤를 이어 루카시안 교수가 되었으며, 찰스 2세로부터 성직 서품 요건을 면제받았다.[32]



루카시안 교수직에는 지리학 강의 책임이 포함되어 있었고,[33] 뉴턴은 1672년과 1681년에 베르나르두스 바레니우스의 지리 교과서 ''Geographia Generalis''의 개정판을 출판했다. 이 책에서 바레니우스는 지리학을 과학과 지구의 특징을 정량화하는 데 적용되는 순수 수학의 혼합으로 간주했다.[33][35]

뉴턴은 1672년 왕립 학회 펠로우(FRS)로 선출되었다.[4]

2. 1. 어린 시절

아이작 뉴턴은 1643년 1월 4일(율리우스력 1642년 12월 25일) 잉글랜드 링컨셔주 울즈소프에서 태어났다.[24] 아버지의 이름도 아이작 뉴턴이었는데, 뉴턴이 태어나기 3개월 전에 사망했다.[24] 뉴턴은 미숙아로 태어나 매우 작았는데, 어머니 한나 에이스커프는 뉴턴이 쿼트(1/4갤런) 머그잔에 들어갈 정도였다고 말했다.[25]

뉴턴이 세 살 때, 어머니는 바나바스 스미스 목사와 재혼하여 뉴턴은 외할머니 마저리 에이스커프에게 맡겨졌다. 뉴턴은 새아버지를 싫어했고, 어머니의 재혼에 적대감을 느껴 19세까지 저지른 죄 목록에 "새아버지와 어머니를 불태워 죽이고 집까지 태워버리겠다고 위협했다."라고 적었다.[26] 어머니는 두 번째 결혼에서 메리, 벤자민, 한나 세 명의 자녀를 더 낳았다.

뉴턴은 12세부터 17세까지 그랜섬 왕립학교에서 라틴어와 고대 그리스어를 배우고, 수학의 기초를 다졌다.[27] 1659년 어머니의 강요로 학교를 그만두고 울즈소프로 돌아와 농부가 되려고 했으나, 농사일을 몹시 싫어했다. 그랜섬 왕립학교의 교장 헨리 스토크스가 어머니를 설득하여 뉴턴을 다시 학교로 보냈고, 뉴턴은 학교 친구의 괴롭힘에 대한 복수심과 해시계와 풍차 모형을 만드는 등 학업에 두각을 나타내며 최고 성적의 학생이 되었다.

2. 2. 대학 시절

1661년 6월 뉴턴은 선생님의 제안으로 영국 케임브리지 대학교 트리니티 칼리지에 입학하였다.[193] 처음에는 서브사이저[194]라는 학생 신분으로 입학했지만, 한 달 후에는 사이저가 되었다. 사이저는 강사의 심부름을 하는 대신 수업료와 식비 지원을 받는 학생이었다. 트리니티 칼리지의 대부분 학생들은 코모너였으며, 이들은 자비로 수업료를 내는 학생들이었다. 뉴턴은 자신의 사이저 신분과 집안 배경 때문에 그들과 어울리지 못했다고 한다.

트리니티 칼리지


당시 대학의 커리큘럼은 아리스토텔레스의 철학에 기반을 두고 있었는데, 뉴턴은 이를 르네 데카르트와 같은 현대 철학자의 철학으로 바꾸고, 천문학 역시 갈릴레오 갈릴레이와 같은 천문학자의 이론으로 대신하였다. 수학 분야에서는 유클리드의 『원론』, 데카르트의 『기하학』 라틴어판 제2판, 윌리엄 오트레드의 『수학의 열쇠』, 존 월리스의 『무한산술』[195] 등에 관심을 보였고, 자연철학 분야에서는 케플러의 『굴절 광학』, 월터 찰턴의 원자론 철학 입문서 등을 읽었다고 한다.

뉴턴의 스승인 아이작 배로는 루카스 수학 석좌교수 초대 교수였다.[196] 배로는 뉴턴의 재능을 높이 평가하고 보호했다. 배로는 시간과 공간의 절대성을 중요시하는 플라톤주의 수학자였으며, 뉴턴의 사상에도 큰 영향을 주었다. 배로의 후원으로 1664년 뉴턴은 스콜라[193]가 되어 장학금[197]을 받을 수 있게 되었다. 배로에 의해 재능을 꽃피운 뉴턴은 인력(중력)과 이항급수[198], 로그의 무한급수 연구를 수행하고 미분법 나아가 미적분학의 발전에 기여하게 된다. 1665년 그는 이항정리를 일반화하였다. 같은 해 뉴턴은 칼리지를 졸업하고 학사 학위를 받았다.[186][193]

1665년 영국에서는 흑사병이 대대적으로 유행하여 케임브리지 대학교가 폐교되었고, 뉴턴은 2년 동안 고향에 내려가 있었다. 뉴턴은 이 기간을 "발견에 있어서 전성기를 이루었다"고 평가하였다.

1667년 페스트가 진정된 후, 뉴턴은 케임브리지 대학교로 돌아왔다. 그해 10월, 같은 대학교에서 펠로우직에 있던 2명이 계단에서 떨어지는 사고를 당하고, 또 다른 펠로우 1명이 발광하는 사건이 발생하여 3자리의 결원이 생겼다.[186] 뉴턴은 공석인 펠로우직에 취임하여[193] 연구비를 받을 수 있게 되었다.

1672년 왕립학회를 위해 만든 6인치 반사망원경(레플리카)


1668년에는 뉴턴식 반사망원경을 고안하여 제1호기를 완성했다.

1669년에는 지도 교수였던 아이작 배로의 뒤를 이어 케임브리지 대학교 수학과 교수가 되었고, 미적분학 연구를 시작하였다.

2. 3. 중년

1669년, 뉴턴은 케임브리지 대학교의 루카스 석좌 교수가 되었다. 교수직을 맡으면서 기하학, 산술, 천문학, 광학, 지리학 중 하나를 선택하여 학기당 약 10회 강의하고, 매주 두 차례 학생들과 만나야 했다. 뉴턴은 자신이 연구한 광학에 대해 강의했지만, 내용이 너무 어려워 학생들이 거의 오지 않는 경우도 있었다.

뉴턴의 미적분에 관한 업적은 1666년 10월의 원고에서 볼 수 있다. 그는 라이프니츠와 미적분 발전의 우선권을 두고 논쟁을 벌였다. 현대 역사가들은 뉴턴과 라이프니츠가 서로 다른 수학적 표기법을 사용했지만, 독립적으로 미적분을 개발했다고 본다. 뉴턴이 라이프니츠보다 훨씬 앞서 미적분을 개발했다는 것은 확실하다.

뉴턴은 논쟁과 비판을 두려워하여 자신의 미적분 연구를 발표하지 않았다. 1699년부터 니콜라 파티오 드 듀이예(Nicolas Fatio de Duillier)는 라이프니츠를 표절 혐의로 고발했고, 1708년 존 케일(John Keill)이 왕립 학회지에서 라이프니츠를 표절 혐의로 고발하여 상황이 악화되었다. 1711년 왕립 학회가 뉴턴이 진정한 발견자이며 라이프니츠를 사기꾼으로 규정하면서 논쟁이 본격적으로 시작되었고, 1716년 라이프니츠가 사망할 때까지 계속되었다.

뉴턴은 일반화된 이항정리의 발견, 뉴턴의 항등식, 뉴턴-랩슨 방법, 3차 평면 곡선 분류 등 다양한 수학적 업적을 남겼다.

1712년 노년의 아이작 뉴턴, 제임스 손힐 경 초상화


1690년대에 뉴턴은 성경 해석에 관한 여러 종교 논문들을 저술했다.

뉴턴은 1689년과 1701년에 캠브리지 대학교를 대표하는 영국 의회 의원이었다.

1696년, 뉴턴은 왕립 조폐국 감독관이 되었고, 1699년에는 조폐국장이 되어 생애 마지막 30년 동안 이 직책을 유지했다. 뉴턴은 통화 개혁과 위조범 처벌에 힘썼다.

링컨셔주 그레이트 고너비의 뉴턴 가문 문장, 이후 아이작 경이 사용


1703년, 뉴턴은 왕립 학회 회장이 되었고, 프랑스 아카데미 데 시앙스의 준회원이 되었다. 1705년에는 앤 여왕에게서 기사 작위를 받았다.

1717년, 뉴턴의 보고에 따라 금화와 은화 간의 금속 가치 비율이 변경되어 영국이 은본위제에서 금본위제로 전환되는 결과가 나타났다.

뉴턴은 남해 회사에 투자했다가 1720년경 회사가 붕괴하면서 큰 손실을 보았다.

트리니티 칼리지 내 예배당에 있는 뉴턴상


뉴턴은 『자연철학의 수학적 원리(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)』(1687년 출판), 『광학(Opticks)』(1704년 출판)을 저술했다.

2. 4. 정치 활동

1689년과 1701년에 케임브리지 대학교를 대표하는 영국 의회 의원으로 선출되었으나, 적극적인 활동은 보이지 않았다.[186] 뉴턴은 연구로 인한 피로 때문에 정치에 관심을 갖게 되었고, 실무적인 세계에서 지위를 얻으려고 했다.[186]

뉴턴은 19세 연하의 제자 찰스 몽타규에게 정치 관련 직책을 부탁했다. 몽타규는 젊은 나이에도 불구하고 사교성이 풍부하고 처세술이 뛰어나 이미 중앙 정계에서 인맥을 가지고 있었다.[186] 뉴턴은 저명한 철학자 존 로크에게도 같은 부탁을 했다.[186] 그러나 토리당이 강세였던 시대라 곧바로 좋은 답을 얻지는 못했다.[186],[202]

정계 진출 시도가 좌절되자 뉴턴은 정신적인 어려움을 겪었다. 불면증, 식욕 감퇴, 피해망상 등에 시달렸으며, 회복에는 시간이 걸렸다고 한다.[203]

2. 5. 왕립 조폐국 시절

1696년 4월, 뉴턴은 찰스 몽타규의 추천으로 왕립 조폐국 감사 직책을 맡아 런던으로 이주했다.[186] 1699년에는 왕립 조폐국 국장으로 승진했다.[186] 뉴턴은 왕립 조폐국장으로서 위폐범 체포와 조직의 부정부패 척결에 힘썼다.[186]

뉴턴은 부하 수사관들에게 변장용 옷을 지급하는 등 수사를 진행하게 하여, 위폐 제조 조직의 두목 를 잡아 재판에 넘겨 대역죄로 사형에 처했다.[186] 뉴턴이 조폐국 국장으로 재직하는 동안 위폐 제조가 급감했다고 한다.

뉴턴은 화폐 주조를 위해 화폐의 정확한 중량과 측정 기준을 새롭게 제정했다.[205] 이때 뉴턴은 은화와 금화의 상대 가치(금은비가)를 설정하는 과정에서 시장의 은 시세를 잘못 판단하여 은화의 화폐 가치를 은 자체보다 낮게 책정했다(뉴턴 비가).[205] 이로 인해 은화가 녹여져 은괴가 금화와 교환되는 사태가 발생했고, 그 결과 은화가 실질적으로 가치를 잃고 영국은 사실상 금본위제로 이행하게 되었다.[205]

조폐국 근무 시절 뉴턴은 봉급과 특별 수당을 합쳐 2000파운드가 넘는 연봉을 받아 상당한 재정적 여유를 누렸다.[186]

2. 6. 말년

1727년 3월 31일 84세의 나이로 잠자던 중 편안하게 세상을 떠났으며, 그의 유해는 웨스트민스터 사원에 안장되었다.[264]

흔히 시인 알렉산더 포프가 쓴 것으로 알려진,

> 자연과 자연의 법칙이 밤의 어둠 속에 감춰져 있었다. 신(神)께서 말씀하시길 뉴턴이여 있으라 하시니 어둠이 모든 빛이 되었다.

가 뉴턴의 묘비명으로 널리 알려져 있지만, 이는 웨스터민스터 묘비문에 쓰이지 않았다.[265]

뉴턴은 주식 투자도 실행했는데, 안정적인 투자를 추구하여 양호한 실적을 보였다. 국채 등에 분산된 투자 포트폴리오는 1720년 초 현재 약 32000GBP에 해당했다.[206]

당시 영국에서는 주식시장이 발달하여 주식 붐이 일고 있었고, 특히 남해 회사는 매우 인기가 있었다. 뉴턴은 남해 회사 설립[207] 후 얼마 지나지 않은 1712년 6월에 주식을 매입했고, 1720년까지 남해 회사 주식에 10000GBP를 개인적으로 투자했다. 이후 주가가 크게 상승하여 8월에는 1000GBP를 돌파했다.

뉴턴은 주가 상승 기간에 주식을 일단 매도하여 이익을 실현했지만, 주가가 계속 상승하자 다시 매입했다. 그러나 그 후 주가는 폭락했고, 결국 7000GBP의 이익을 얻었지만, 20000GBP의 큰 손실을 입었다.[186][208][209] 이 사건은 '''남해 거품 사건'''으로 오늘날 알려져 있다.[211][212]

이 주식 시장에서 큰 상처를 입은 뉴턴은 다음과 같은 말을 남겼다고 한다.[210]

> 나는 천체의 움직임은 계산할 수 있지만, 사람들의 미친 행동은 계산할 수 없다.

1705년, 자연철학(자연과학) 업적에 대해 앤 여왕으로부터 기사 작위를 받았다. 자연철학 업적으로 기사 작위를 받은 사람은 뉴턴이 처음이었다.

작위 수여 후 22년 후인 1727년 3월 뉴턴은 사망하였고, 국장으로 웨스트민스터 사원에 안장되었다.[215] 유언장은 남기지 않았고, 뉴턴의 유품은 조카들에게 분배되었으며, 소유하고 있던 농장은 법정 상속자인 농부에게 계승되었고, 뉴턴의 자택은 웨스트민스터 공립 도서관이 되었다.

3. 업적

뉴턴은 자신의 업적에 대해 "나는 세상에 어떻게 보일지 모르겠지만, 나 자신에게는 마치 바닷가에서 놀고 가끔씩 평범한 것보다 더 매끄러운 조약돌이나 더 예쁜 조개를 찾아 즐거워하는 소년과 같았습니다. 진리의 광대한 바다는 아직도 나에게 발견되지 않은 채로 남아 있었습니다."라고 겸손하게 표현했다.[103] 그러나 그는 치열한 경쟁심을 가진 인물이기도 했다.[104][105]

뉴턴은 미적분학, 뉴턴 역학, 광학 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다.



백색광을 분리시키는 프리즘


이 외에도 뉴턴은 뉴턴의 냉각 법칙, 운동량 및 각운동량의 보존 법칙의 기초를 마련하고, 공기 중의 음속과 항성의 기원 등에 대해 언급했다.[225] 또한 연금술과 성서 연구에도 몰두했다.[213]

3. 1. 미적분학

뉴턴은 고트프리트 빌헬름 라이프니츠와는 독립적으로 미적분학을 발전시켰다. 뉴턴은 극한에 해당하는 무한소 개념을 이용하여 유율법(Method of Fluxions)을 고안하였고, 이는 현재의 미분 및 도함수에 해당한다. 또한, 함수의 근을 구할 때 미분을 해서 접선을 반복해서 그어 근에 수렴하게 하는 방법인 뉴턴법(뉴턴-랩슨법)을 만들었다.[37] 뉴턴은 "유율의 역연산"으로 적분을 고안했다고 여겨진다.[235]

뉴턴의 미적분에 관한 업적은 보통 플럭션(fluxions) 또는 미적분으로 불리며, 1666년 10월의 원고에서 볼 수 있는데, 현재 뉴턴의 수학 논문들 속에 출판되어 있다.[37] 그의 저서 ''무한항 등식에 의한 해석(De analysi per aequationes numero terminorum infinitas)''는 1669년 6월 아이작 배로에 의해 존 콜린스에게 보내졌으며, 배로우는 그해 8월 콜린스에게 보낸 편지에서 이것을 "이러한 것들에 있어서 특별한 천재성과 숙련성을 지닌" 작품이라고 밝혔다.

뉴턴은 나중에 라이프니츠와 미적분 발전의 우선권을 두고 논쟁을 벌였다. 대부분의 현대 역사가들은 뉴턴과 라이프니츠가 서로 다른 수학적 표기법을 사용했지만, 독립적으로 미적분을 개발했다고 믿는다. 하지만 뉴턴이 라이프니츠보다 훨씬 앞서 미적분을 개발했다는 것은 확립되어 있다.[38][39] 라이프니츠의 표기법과 "미분법"은 오늘날 훨씬 더 편리한 표기법으로 인정받고 있으며, 대륙 유럽의 수학자들에 의해, 그리고 1820년 이후에는 영국 수학자들에 의해서도 채택되었다.[40]

미적분학의 기본정리는 뉴턴이 활동하기 이전에 증명되지 않은 채 알려져 있었고, 제임스 그레고리가 처음 증명을 출판하였다.[267] 아이작 배로도 증명을 출판하였다.[268][269]

그의 연구는 무한히 작은 양의 비율의 극한값에 기반한 기하학적 형태의 미적분을 광범위하게 사용한다. ''프린키피아'' 자체에서 뉴턴은 "최초 및 최종 비율의 방법"이라는 이름으로 이것을 증명했고[42] 왜 이 형태로 설명을 제시했는지 설명했으며,[43] 또한 "여기서 무한소의 방법으로 수행되는 것과 같은 일이 수행된다"고 언급했다.[44]

뉴턴은 임의의 지수에 대해 유효한 일반화된 이항정리의 공로를 인정받는다. 그는 뉴턴의 항등식, 3차 평면 곡선 (두 변수에 대한 3차 다항식)의 분류를 발견했고, 차분법 이론에 상당한 공헌을 했으며, 많은 공식을 만들어낸 뉴턴은 "차분법 보간법에 대한 가장 중요한 기여자"로 여겨진다.[51] 뉴턴은 또한 분수 지수를 처음으로 사용하고 좌표 기하학을 사용하여 디오판토스 방정식에 대한 해를 유도한 최초의 사람이었다. 그는 조화급수의 부분 합을 로그를 사용하여 근사했고(오일러의 합 공식의 전구체) 멱급수를 처음으로 사용하고 멱급수를 역으로 전개했다. 그의 무한급수에 대한 연구는 시몬 스테빈의 소수에 영향을 받았다.[52]

3. 2. 뉴턴 역학

뉴턴은 《자연철학의 수학적 원리(프린키피아)》에서 뉴턴 운동 법칙을 제시하여 고전 역학의 기초를 확립했다.[221] 만유인력의 법칙을 통해 지상과 천체의 운동을 통합적으로 설명하고, 케플러의 행성 운동 법칙을 역학적으로 증명했다.[222][223]

뉴턴의 운동법칙은 물리학에서 물체의 운동에 관한 역학적 기본 법칙으로, 고전역학의 기초가 되는 세 가지 법칙을 말한다.[270]

법칙내용
제1법칙 (관성의 법칙)물체에 외부 힘이 작용하지 않으면 그 물체는 원래의 운동 상태를 유지한다.
제2법칙 (가속도의 법칙)물체에 힘이 작용하면 가속도가 생기는데, 그 크기는 힘의 크기에 비례하고 질량에 반비례한다.
제3법칙 (작용 반작용의 법칙)어떤 물체에 작용하는 힘에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 존재한다.



뉴턴은 지표면에서의 중력이 사과를 땅으로 끌어당기는 힘이라는 것을 알아냈고, 만유인력의 법칙을 통해 모든 물체가 서로 끌어당기는 힘을 가진다고 설명했다.[271] 그는 수학적으로 증명된 전제들을 가지고 천체 현상으로부터 물체를 태양이나 몇몇 행성으로 향하게 하는 중력을 유도해 냈다.

이 외에도 뉴턴의 냉각 법칙, 운동량 및 각운동량의 보존 법칙의 기초를 마련하고, 공기 중의 음속과 항성의 기원 등에 대해 언급했다.[225]

3. 3. 광학

뉴턴은 프리즘을 이용한 실험을 통해 백색광이 여러 색깔의 빛으로 분리될 수 있음을 보였다. 초기 실험에서 뉴턴은 다른 색들이 꺾이거나 다른 각도로 굴절되는 "굴절성"을 가지고 있다는 것을 보여주었다.[273] 그는 청색 빛이 적색 빛보다 더 굴절된다는 것을 발견했다. 이 실험은 프리즘이 색을 생성하지 않는다는 것을 보여주었다. 또한 뉴턴은 "빛은 다른 굴절성의 광선들의 집합이다"라고 정리했다.[273]

뉴턴은 빛과 색의 이론을 증명하기 위해 두 가지 실험을 더 고안했다. 첫 번째는 프리즘에 의해 생성되는 스펙트럼의 경로에 렌즈를 놓는 것이다. 렌즈를 이용해 다른 색 광선들을 합성시키면 원래의 흰색 빛으로 복원시킬 수 있었다. 다른 실험은 톱니바퀴를 렌즈와 벽 사이에 놓고, 그 톱니가 렌즈로부터 나오는 다른 색 빛의 광선들이 초점에 도달하기 전에 방해하도록 했다. 그 결과, 벽에 있는 점은 흰 빛이 차단되면서 통과되는 다른 색 광선들에 따라서 변하였다.[273]

1672년 캄캄한 방 안에서 가느다란 빛줄기가 프리즘을 통과하면 빨간색부터 보라색에 이르는 무지개 색과 똑같다는 획기적인 발견을 했다. 이렇게 갈라진 전체색의 빛을 렌즈에 통과시키면 다시 백색광으로 변했다. 뉴턴은 색은 빛의 기본 요소이며, 백색광은 스펙트럼상의 모든 색이 합쳐진 결과라고 결론 내렸다. 또, 스펙트럼상의 모든 색의 빛은 각각 굴절 정도가 다르며 고유하다는 사실도 알아냈다.

1675년 박막의 간섭 현상을 발견하였는데, 여기서도 그의 "빛의 입자설"과 크리스티안 하위헌스가 발표한 "빛의 파동설"의 엇갈린 주장으로, 두 사람 사이에는 한동안 논쟁이 계속되었다.

1668년 반사 망원경을 만들었다. 1704년 영어로 『광학』(Opticks)을 저술했다. 색채 이론에 관해서, 백색광은 더 이상 분광할 수 없는 단색광[230]의 혼합색이며, 백색광이 유리 등에서 굴절될 때 무지개색이 되는 것은 각 단색광의 굴절률 차이 때문이라는 것을 지적했다. 또한, 빛의 입자설을 주장했다[231][232]. 이 시대에는 무지개의 색깔 수가 5색(빨강, 노랑, 초록, 파랑, 보라)으로 여겨졌지만, 뉴턴은 "각 색의 폭이 음계의 간격에 대응한다"라고 하여, 빨강과 노랑 사이에 주황, 파랑과 보라 사이에 남색을 추가하여 7색이라고 했다[233]. 빛의 스펙트럼 분석 등의 업적도 남겼으며, 뉴턴식 반사 망원경을 제작했다.[234]

3. 4. 기타

뉴턴은 냉각 법칙, 운동량 보존 법칙, 음속, 항성 기원 등에 대한 연구를 진행했다. 또한 연금술과 성서 연구에도 몰두했다.[213] 특히 신학 연구에 있어서는, 말년에 『두 성구의 현저한 변조에 관한 역사적 기술』을 저술했지만, 잉글랜드 국교회의 교리와 달랐기 때문에[214] 탄압을 두려워하여 생전에는 발표하지 않았다. (1754년 간행) 뉴턴은 자연과학 분야에서 뛰어난 업적을 남겼지만, 연금술 등 오늘날 신비주의로 평가되는 연구에도 열정적으로 몰두했다. 그는 철학자이자 신학에도 자연과학에 대한 열정과 같은 정도, 또는 그 이상의 열정을 쏟았다.[186] 뉴턴의 사후에 남겨진 1,624권의 장서 중 수학·자연과학·천문학 관련 서적은 259권으로 전체의 16%인 반면, 신학·철학 관련 서적은 518권으로 전체의 32%를 차지한다.[186]

이러한 성서 연구와 연금술 연구는 후세에 허구적인 뉴턴 상을 만들려고 했던 과학자들에 의해 감춰졌고, 뉴턴의 "후세에 전해지는 인물상" 부분을 과도하게 강조한 과학사 서적이 남았다.[186] 그 결과 20세기 초에는 이러한 뉴턴의 측면이 사람들로부터 일시적으로 잊혀졌다. 그러나 경제학자 존 메이너드 케인스는 1936년에 뉴턴이 남긴 미발표 자료의 일부를 입수하여 분석한 결과를 바탕으로 1946년에 '인간 뉴턴'이라는 제목의 강연을 했다. 거기서 뉴턴을 "마지막 마술사"[238]라고도, "한쪽 발은 중세에 두고 한쪽 발은 근대 과학의 길을 걷고 있다"[239]라고도 평가하며 당시 뉴턴 상에 일침을 가했다.

4. 평가

조제프-루이 라그랑주는 뉴턴이 역사상 가장 위대한 천재라고 자주 주장했으며, "가장 운이 좋은 사람이었다. 우리는 세계 시스템을 세우기 위해 한 번 이상 찾을 수 없기 때문이다"라고 덧붙였다.[131] 영국의 시인 알렉산더 포프는 다음과 같은 유명한 묘비명을 지었다.

> 자연과 자연의 법칙은 밤 속에 숨겨져 있었다.

> 하나님이 말씀하셨다. "뉴턴이 있게 하라!" 그러자 모든 것이 빛이 되었다.

스티븐 호킹은 뉴턴을 "과학사에서 대적할 자가 없는 거인"이라고 평가했다.[259] 존 메이너드 케인즈는 뉴턴을 "마지막 마법사이자, 바빌로니아인이였으며, 수메르인이였다."라고 평가했다.[275]

뉴턴은 "서구 과학 역사상 가장 영향력 있는 인물"[134], "과학 역사의 중심 인물"[135], "다른 누구보다도 과학의 힘에 대한 우리의 큰 확신의 근원"[135]으로 여겨져 왔다. ''뉴 사이언티스트''는 뉴턴을 "과학 역사상 최고의 천재이자 가장 수수께끼 같은 인물"[136]이라고 불렀다. 철학자이자 역사가인 데이비드 흄은 뉴턴을 "인류의 장식과 교육을 위해 나타난 가장 위대하고 희귀한 천재"[137]라고 선언했다. 건국 아버지이자 미국 대통령이었던 토머스 제퍼슨은 존 로크, 프랜시스 베이컨 경, 그리고 뉴턴의 초상화를 소장했는데, 이들을 "단 하나의 예외도 없이 역사상 가장 위대한 세 사람"으로 묘사하며, "물리학과 도덕 과학에서 세워진 상부 구조의 기초를 놓았다"[138]고 칭찬했다.

뉴턴은 "과학혁명의 위대한 인물"로 불렸으며, "뛰어난 사상가들로 가득한 시대에 뉴턴은 단순히 가장 뛰어난 인물이었다."고 평가받았다. 요한 볼프강 폰 괴테는 뉴턴의 탄생을 "근대의 크리스마스"[6]로 묘사했다. 빌프레도 파레토는 뉴턴을 역사상 가장 위대한 인물로 평가했다.[139] 1927년 뉴턴 사망 200주년을 맞아 제임스 진스는 그가 "틀림없이 가장 위대한 과학자였고, 아마도 인류가 보았던 가장 위대한 지성이었을 것"[140]이라고 말했다.

루트비히 볼츠만은 뉴턴의 『프린키피아』를 "이론 물리학에 대해 쓰여진 최초이자 가장 위대한 작품"[143]이라고 불렀다. 스티븐 호킹은 마찬가지로 『프린키피아』를 "아마도 물리 과학에서 출판된 가장 중요한 단일 작품"[144]이라고 불렀다.

고트프리트 빌헬름 라이프니츠는 뉴턴의 업적을 칭찬하며, 1701년 소피아 샤를로테에게 "세계의 시작부터 뉴턴이 살았던 시대까지 수학을 고려할 때, 그가 한 일은 훨씬 더 나은 절반이었다."라고 말했다.[146]

E.T. 벨은 뉴턴을 칼 프리드리히 가우스와 아르키메데스와 함께 역사상 세 명의 가장 위대한 수학자로 평가했다.[147] 가우스 자신은 아르키메데스와 뉴턴을 그의 영웅으로 삼았고,[150] 뉴턴에게 ''summus''라는 용어를 사용하며, "뉴턴은 영원히 모든 스승들의 스승으로 남아있다!"라고 말했다.[151]

알베르트 아인슈타인은 그의 연구실 벽에 뉴턴의 사진을 마이클 패러데이와 제임스 클러크 맥스웰의 사진과 함께 걸어 두었다.[152] 아인슈타인은 뉴턴이 운동 법칙과 관련하여 미적분을 창안한 것을 "아마도 한 개인이 특권을 가진 가장 위대한 사상의 발전"[153]이라고 말했다. 1999년 물리학자들을 대상으로 한 여론 조사에서 아인슈타인이 "역대 최고의 물리학자"로 선정되었고 뉴턴이 2위를 차지했지만, 일반 물리학자들을 대상으로 한 조사에서는 뉴턴이 가장 위대한 인물로 선정되었다.[155][156] 2005년 영국 왕립 학회 설문 조사에서 뉴턴은 과학사와 인류 역사에 더 큰 영향을 미친 인물로 선정되었다.[157][158]

힘의 SI 유도 단위인 뉴턴은 그의 이름을 따서 명명되었다.

5. 사과의 일화

뉴턴 자신은 종종 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 만유인력 이론을 공식화하는 영감을 받았다는 이야기를 했다.[163][242] 이 이야기는 뉴턴의 조카딸인 캐서린 바턴이 볼테르에게 이야기한 후 대중적으로 알려진 것으로 여겨진다.[163] 볼테르는 그의 ''서사시에 대한 에세이''(1727)에서 "아이작 뉴턴 경은 정원을 거닐다가 나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 만유인력 체계에 대한 첫 번째 생각을 했습니다."라고 썼다.[164][165]

사과 이야기는 신화이고 그가 어떤 특정 순간에 중력 이론에 도달하지 않았다는 말이 있지만, 뉴턴의 지인들(1752년의 원고 기록이 왕립학회에 의해 공개된 윌리엄 스터클리와 같이)은 실제로 사건을 확인했지만, 사과가 실제로 뉴턴의 머리를 친다는 속설은 확인하지 않았다. 스터클리는 그의 ''아이작 뉴턴 경의 삶에 대한 회상''에서 1726년 4월 15일 켄싱턴에서 뉴턴과 나눈 대화를 기록했다.[166][244]



왕립 조폐국에서 뉴턴의 조수였고 뉴턴의 조카딸과 결혼한 존 콘듀잇도 뉴턴의 삶에 대해 쓸 때 이 사건을 묘사했다.[245]

그의 수첩을 통해 알 수 있듯이, 뉴턴은 1660년대 후반에 지구 중력이 역 제곱 비례로 달까지 미친다는 생각에 고심하고 있었다. 그러나 완전한 이론을 개발하는 데는 20년이 걸렸다.[167] 문제는 중력이 존재하는지 여부가 아니라, 중력이 지구로부터 너무 멀리까지 미쳐 달을 궤도에 유지하는 힘이 될 수 있는지 여부였다. 뉴턴은 힘이 거리의 역 제곱으로 감소한다면, 달의 공전 주기를 계산하고 좋은 일치를 얻을 수 있음을 보였다. 그는 같은 힘이 다른 궤도 운동을 담당한다고 추측했고, 따라서 그것을 "만유인력"이라고 명명했다.

여러 나무들이 뉴턴이 묘사한 "그" 사과나무라고 주장된다. 그랜섬의 킹스 스쿨은 그 나무가 학교에서 구입되어 몇 년 후 교장 선생님의 정원으로 옮겨졌다고 주장한다. 국립 신탁 소유의 울스소프 매너 직원들은 이것에 대해 이의를 제기하고, 그들의 정원에 있는 나무가 뉴턴이 묘사한 나무라고 주장한다. 원래 나무의 후손[168]은 뉴턴이 공부할 때 살았던 방 아래 케임브리지 트리니티 칼리지 정문 밖에서 자라는 것을 볼 수 있다. 켄트 브로그데일의 국립 과일 컬렉션은 그들의 나무에서 접붙이기를 공급할 수 있는데, 이 나무는 조악한 과육의 조리용 품종인 플라워 오브 켄트와 동일해 보인다.

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