.II- فیزیکدان
ریاضیات، با وجود زیبایی، فقط ابزاری بود برای محاسبه کمیات; مدعی مفهوم ساختن یا بیان واقعیت نبود; هنگامی که نیوتن از ابزار رویگردان شد و به تحقیقات نهایی پرداخت، قبل از هرچیز متوجه اسرار نور شد.
نخستین تدریس وی در کیمبریج روی نور، رنگ و رویت بود; نور شناخت را، طبق عادت، سیوپنج سال بعد، یعنی در 1704، منتشر کرد. وی به چاپ رغبتی نشان نمیداد.
در سال 1666، در بازار مکاره ستوربریج، یک عدد منشور خرید و به تحقیقات و تجربیات نوری پرداخت. از 1668 به بعد، تلسکوپهای متعددی، یکی پس از دیگری، ساخت. به این امید که از عیوب خاص تلسکوپهای انکساری در امان باشد، با دست خود یک تلسکوپ انعکاسی برمبنای اصول مرسن (1629) و جیمز گرگوری (1662) ساخت و بنا به تقاضای انجمن سلطنتی آن را در 1671 به آن انجمن بخشید. در یازدهم ژانویه 1672 به عضویت انجمن سلطنتی برگزیده شد. حتی پیش از ساختن تلسکوپ، به یکی از کشفیات بنیادی خود نایل شده بود (1666): نور سفید، یا نور آفتاب، ساده یا از یک جنس نیست، بلکه ترکیبی است از نور قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی، و بنفش، وقتی که شعاع کوچکی از نور آفتاب را از یک منشور شفاف گذراند، معلوم شد که نور یکدست و یکرنگ نیست، بلکه همه رنگهای رنگین کمان در آن وجود دارند، و هر رنگ ساده از زاویه یا با درجه انکسار ویژه خود از منشور گذشته است; و اینکه رنگها به صورت دسته ها با نوارهایی در آمده و تشکیل طیفی پیوسته دادهاند که یک سر آن قرمز و سر دیگر آن بنفش است. محققان بعدی ثابت کردند که مواد مختلفی هنگام سوختن نورانی میشوند، طیفهای مختلفی از خود ساطع میکنند; با مقایسه این طیفها با طیفی که از یک ستاره معین به دست میآید، تا حدی تجزیه اجزای متشکله شیمیایی ستاره امکانپذیر گشت. حتی با مشاهدات دقیقتری که روی طیف ستاره به عمل آمد، توانستند اندازه تقریبی حرکت آن را
به طرف زمین یا دور شدن آن را از زمین معلوم کنند. از روی این محاسبات، مسافت ستارگان را به طور نظری استنتاج کردند. بنابراین، کشف ترکیب نور و انکسار آن به صورت طیف، و به وسیله نیوتن، تقریبا نتایج و اثراتی کیهانی در علم نجوم داشته است.
نیوتن، که این نتایج را تا این حد پیشبینی نکرده بود، ولی (همان طور که به اولدنبورگ نوشت) حس میکرد به “عجیبترین، هرچند نه مهمترین، کشفی که تا کنون در کار طبیعت به دست آمده” دسترسی پیدا کرده است، در اوایل سال 1672 نامهای که تحت عنوان “نظریه جدید در باره نور و رنگ” برای انجمن سلطنتی فرستاد. این نامه در تاریخ 8 فوریه برای اعضای انجمن قرائت شد و چنان مباحثه و جنجالی برانگیخت که از انگلستان گذشت و به قاره اروپا رسید. هوک در کتاب میکروگرافی (1664) خودش تجربهای مشابه تجربه منشور نیوتن را بیان داشته بود; وی یک نظریه موفق رنگ را از آن استنتاج نکرده بود، اما چون نیوتن تقدم وی را در این زمینه نادیده گرفته بود، احساس کوچکی میکرد و به آن دسته از اعضای انجمن سلطنتی که از نتایج نیوتن انتقاد میکردند پیوست. این مجادله تا سه سال ادامه داشت. نیوتن لاغر اندام نوشت: “از بحث و مجادلهای که نظریه من درباره نور برانگیخته است آنقدر معذب شدهام که خودم را به سبب بی احتیاطی و جدا شدن از چنین آرامش متبرکی، در پی چیزهای بیهوده، سرزنش میکنم.” زمانی به این اندیشه بود “با عزم ثابت تا ابد با فلسفه وداع گویم و فقط برای ارضای خاطر خودم کار کنم.” اختلاف دیگر وی با هوک بر سر وسیله انتشار نور به وجود آمد. هوک نظریه هویگنس را، که میگفت نور روی امواج “اثیر” حرکت میکند، پذیرفته بود. نیوتن استدلال میکرد که این نظریه نمیتواند توضیح دهد که چرا نور روی خطوط مستقیم حرکت میکند. در عوض وی “نظریه ذرهای” را عنوان کرد: نور اجسام نورانی نتیجه انتشار ذرات ریز بیشماری است که در فضای خالی روی خطوط مستقیم با سرعتی حدود سیصد هزار کیلومتر در ثانیه حرکت میکنند.وی وجود اثیر را به عنوان وسیله یا واسطه انتشار نور رد کرد، لیکن بعد آن را به عنوان واسطهای برای نیروی گرانشی پذیرفت.1 نیوتن بحث نور را در 1704 در کتاب نور شناخت گرد آورد. این کتاب را خوشبختانه به زبان انگلیسی (اصول به زبان لاتینی نوشته شده بود) و برای “خوانندگان سریع الانتقالی که از نورشناخت هنوز اطلاع ندارند”نوشت. در پایان کتاب سیوشش سوال اضافی مطرح کرد. سوال اول نوعی پیشگویی بود: “آیا اجسام در مسافتی معین بر نور اثر نمیگذارند، با عمل خود اشعه
1. بعدها فیزیکدانان نظریه موجی هویگنس را، بر این اساس که فرضیه ذرهای نیوتن پدیده های پراش، تداخل و قطبش را به نحو رضایتبخش توضیح نداده است، ترجیح دادند. فیزیکدانان معاصر مایلند این دو نظر را با هم در آمیزند تا پدیده هایی را که ظاهرا دربردارنده ذرات و امواجند تبیین نمایند. فوتونها یا کرانتومهای امروز یاد ذرات نیوتن را زنده میکنند. امروز اثیر معتبر نیست.
آن را خم نمیکنند و این عمل در مسافات کمتر نیرومندتر نیست”1 و سوال سیام: “آیا ممکن نیست که طبیعت اجسام را به نور و نور را به اجسام تبدیل کند”