پیشگفتار عنوان را روشن میکند:
چون گذشتگان (همان طور که پاپوس2 گفته است) در امر تحقیق در باره اشیای طبیعی به
-1. قوانین کپلر (1609-1619): 1- مدار هر سیاره به دور خورشید بیضیی است که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد; 2- شعاع حامل هر سیاره (خط واصل میان خورشید و سیاره) در زمانهای مساوی سطوحی مساوی میپیماید; 3- نسبت مربعات زمانهای حرکت انتقالی هر دو سیاره به یکدیگر مساوی است با نسبت مکعبات فواصل متوسط آنها از خورشید، فرمول آخر به قانون عکس مجذور منتهی شد.
2. ریاضیدان اوایل قرن چهارم میلادی، اهل اسکندریه، آثار ریاضیدانان متقدم خود را در اثر خود “مجموعه” جمع آوری کرد و بسیاری از تتبعاتی را که اصل آنها اینک مفقود شده است در اختیار جهان علم قرار داد.-م.
دانش مکانیک بسیار ارج میگذاشتند و چون امروزیها، که با کنار گذاشتن صورتهای ذاتی [حکمای مدرسی] و کیفیات پنهانی کوشیدهاند تا پدیده های طبیعت را تابع قوانین ریاضی بنمایاند، من در این رساله ریاضیات را تا آنجا که به فلسفه [طبیعی] بستگی دارد، بسط و گسترش داده ام. ... لذا ما این اثر را به عنوان اصول ریاضی فلسفه عرضه میداریم; زیرا به نظر میرسد که همه مشکلات فلسفه در این باشد; بررسی نیروهای طبیعت از روی پدیده های حرکات، و آنگاه تبیین پدیده های دیگر از روی این نیروها.
این دیدگاه قطعا میباید مکانیکی باشد:
کاش با همین گونه استدلال میتوانستیم بقیه پدیده های طبیعت را با استفاده از اصول مکانیکی به دست بیاوریم، زیرا من با دلایل بسیاری که در دست است به این شک افتادهام که همه به نیروهای معینی بستگی دارند که اجزای ذرات جسم بر اثر آن نیروها، و به عللی که هنوز بر ما آشکار نشدهاند، یا متقابلا به سوی یکدیگر گرایش پیدا میکنند و به اشکال منظم به هم میپیوندند، یا اینکه از یکدیگر جدا میشوند و همدیگر را دفع میکنند; در مورد نیروهای ناشناخته، فلاسفه بیهوده در طبیعت به کاوش پرداختهاند; اما من امیدوارم اصولی که مطرح کردهام موجب روشن شدن این روش یا پدیدار شدن شیوه فلسفی صحیحتری بشوند
نیوتن، پس از طرح چند تعریف و اصل متعارف، سه قانون حرکت را صورتبندی کرد:
1 -جسمی که از تاثیرات نیروهای خارجی برکنار باشد یا ساکن است یا حرکت راستوار متشابه دارد.
2 -هر تغییری در مقدار حرکت متناسب است با نیرویی که موجب این تغییر میشود و امتدادش همان امتداد نیروست.
3 -در مقابل هر عمل، عکس العملی متقابل با آن هست. نیوتن با این قوانین و قانون عکس مجذور به صورتبندی اصل گرانش اقدام کرد. صورت کنونی آن یعنی اینکه هر ذره ماده ذره دیگر را با نیرویی به سوی خود میکشد که با جرم دو جسم رابطه مستقیم، و با مجذور فاصله آنها رابطه معکوس دارد با چنین کلماتی در کتاب اصول نیست; اما نیوتن این فکر را در طی تفسیری کلی، که کتاب دوم را پایان میبخشد، چنین بیان کرده است: “جاذبه ... بر طبق کمیت ماده جامدی که در آنها (خورشید و سیارات) وجود دارد عمل میکند و خاصیت خود را از هر سو گسترش میدهد ... و همیشه به نسبت عکس مجذور فاصله کاهش مییابد”. وی این اصل و قوانین حرکت خود را در مورد مدارات سیارهای به کار بست و پی برد که محاسبات ریاضیش با مدارات بیضویی که کپلر استنتاج کرده بود هماهنگند. نیوتن استدلال کرد که سیارات بر اثر نیرویی که آنها را به سوی خورشید میکشد و با مجذور مسافتشان از مرکز خورشید نسبت معکوس دارد، از حرکت راستوار منحرف میشوند و در
مدار بیضوی قرار میگیرند. با اصول مشابه، نیروی کشش مشتری بر اقمار آن، و نیروی کشش زمین بر ماه را تعیین کرد. وی ثابت کرد که نظریه گردشارهای دکارت، که به منزله نخستین صورت کیهان بیان شدهاند، نمیتواند با قوانین کپلر سازگار باشد. نیوتن حجم هر سیاره را حساب کرد و چگالی زمین را پنج برابر آب تعیین نمود(رقم کنونی 5,5 است). مسطح بودن قطبین زمین را از نظر ریاضی توضیح داد و برآمدگی زمین در قسمت استوا را ناشی از کشش گرانشی خورشید دانست. محاسبات کشندها را، که ناشی از کشش مشترک خورشید و ماه بر دریا میدانست، پیدا کرد و، از روی همین عمل مشترک خورشید و ماه، نقاط اعتدالین را تعیین نمود. خط سیر ستارگان دنبالهدار به سمت مدارهای منظم را تعیین، و پیشگوییهای هاله را ثابت کرد. با تعمیم کشش گرانشی به همه ستارگان و سیارات، به تصویر یک دنیای مکانیکی پرداخت که بسیار پیچیدهتر از آن بود که فرض کرده بودند; زیرا اکنون هر سیاره یا ستارهای را به صورتی که تحت تاثیر یکدیگر قرار دارند مینگریستند.
اما نیوتن برای همین پیچیدگیهای اجرام سماوی قانون وضع کرد: دورترین ستارگان تابع همان اصول مکانیکی و ریاضی هستند که ذرات زمین از آنها پیروی میکنند. تا کنون پنداشت انسانی از قانون نتوانسته بود چنین بیباکانه در فضا رسوخ کند. چاپ نخست اصول بزودی به فروش رسید و چاپ دوم تا سال 1713 منتشر نشد. نسخه های این کتاب چنان نایاب شده بودند که یکی از دانشمندان آن را با دست استنساخ کرد. این کتاب به عنوان یکی از بزرگترین آثار علمی پذیرفته شده بود، اما هنوز هم عدهای از آن انتقاد میکردند. فرانسه به گردشارهای دکارت چسبیده بود و دستگاه نیوتن را تا زمانی که ولتر در 1738 شرحی ستایشگرانه از آن به دست داد، نپذیرفت. کاسینی و فونتنل ایراد میگرفتند که گرانش فقط یکی از نیروها یا کیفیات مرموز است; نیوتن پارهای روابط بین اجرام سماوی را مطرح کرده بود، ولی خواص و طبیعت گرانش را، که مثل وجود خدا پوشیده میماند، آشکار نساخته بود. لایبنیتز استدلال میکرد که اگر نیوتن نتواند ثابت کند که مکانیسم گرانش در فضای به ظاهر خالی چه تاثیری بر اشیایی که میلیونها کیلومتر دور از ما قرار دارند میتواند داشته باشد، گرانش ارزشی بیش از یک حرف نمیتواند داشته باشد.
حتی در انگلستان این نظریه را بلافاصله نپذیرفتند. ولتر مدعی بود که، با وجودی که چهل سال از چاپ آن گذشته است، به زحمت بیست دانشمند پیدا میشوند که روی موافق به آن نشان دهند. در حالی که در فرانسه منتقدان شکوه میکردند که این نظریه در مقایسه با گردشارهای اولیه دکارت به حد کافی مکانیکی نیست، در انگلستان انتقادات عمدتا جنبه مذهبی به خود گرفته بودند. جورج بار کلی، در رساله درباره مبانی علم انسانی (1701)، اظهار تاسف کرده بود که نیوتن مکان، زمان و حرکت را به منزله چیزهای مطلق و ظاهرا جاودانی و دارای وجودی مستقل از تکیهگاه الهی تلقی کرده است. قوانین مکانیکی آن چنان دستگاه نیوتنی را فرا گرفته
بودند که محلی برای خدا وجود نداشت.
نیوتن هنگامی که پس از تاخیر خاص خود حاضر به انتشار و چاپ دوم کتابش شد، کوشید تا منتقدان خود را تسکین دهد. لایبنیتز و فرانسویان را مطمئن کرد که مقصود وی آن نیرویی نیست که در فضای خالی و از دور تاثیر میکند; وی به یک محیط واسطه معتقد است که انتقال را سبب میشود، ولی قصد توضیح آن را ندارد و آشکارا اعتراف کرد که به ماهیت و طبیعت گرانش آگاهی نیافته است. در همین مورد بود که در طبع دوم کتابش این کلمات را که بارها سو تعبیر شدهاند نوشت: “من فرضیه نمیسازم.” و اضافه کرد: “جاذبه باید ناشی از عاملی باشد که مدام بنا به قوانین ویژهای عمل میکند; لیکن مادی یا غیرمادی بودن این عامل را من به ملاحظه و بررسی خوانندگانم وا میگذارم.” برای اینکه بتواند از عهده پاسخگویی به اعتراضهای مذهبی برآید، شرحی کلی در مورد نقش خداوند در دستگاه خود به طبع دوم اضافه کرد. تبیینهای مکانیکی خود را به دنیای طبیعی محدود کرد; حتی در دنیای مذکور نیز از نقش خداوندی اثری دیده میشد; این ماشین بزرگ، برای جنبش، به یک منبع حرکت اولیه نیازمند بود که آن منبع میبایستی خداوند باشد; به علاوه، در کار منظومه شمسی بینظمیهایی پیش میآمدند که خداوند همه را هر چند یک بار اصلاح میکرد. برای اینکه محلی برای مداخلهجویی معجز اثر باقی بماند، نیوتن اصول بقای انرژی را ارائه داد. اکنون آن ماشین دنیایی که وی فرض میکرد انرژی خود را با گذشت زمان از دست میدهد و اگر خداوند دخالت نکند و نیروی از دست رفته را به آن باز نگرداند، وی چنین نتیجه گرفت: “این منظومه بسیار زیبای شمسی، سیارات و ستارگان دنبالهدار فقط به واسطه تدبیر و قدرت نظارت موجودی عاقل و نیرومند در حرکتند. سرانجام به فلسفهای گرایید که ممکن بود به هر دو وجه حیاتی و ماشینی تعبیر شود:
و اکنون میبایستی چیزی اضافه کنیم که به روحی بس لطیف مربوط میشود که اجسام جامد را فرا گرفته و در آنها پنهان است. اجزا و ذرات اجسام، بر اثر نیرو و عمل این روح، همدیگر را در فواصل کم جذب میکنند و اگر به هم نزدیک باشند، به یکدیگر میچسبند; و شعاع عمل اجرام الکتریکی مسافات بیشتری را در بر میگیرد و این اجسام اشیای ریز مجاور را، هم به خود جذب و هم از خود دفع میکنند، و نور پخش میشود، منعکس میگردد، میشکند، منحرف میشود، و اجسام را گرم میکند; و همه احساسات، تحریک میشوند، و اعضای جسم جانور به فرمان اراده، یعنی با ارتعاشهای این روح، که متقابلا در طول رشته های محکم اعصاب از اندامهای حسی بیرونی به سوی مغز و از مغز به عضلات منتشر میشوند، حرکت میکنند. اما اینها چیزهایی هستند که با گفتن چند کلمه نمیتوان بیان کرد، و ما نیز برای تعیین دقیق و اثبات قوانینی که موجب عمل این روح الکتریکی و کششی میشوند از تجربیات چندانی برخوردار نیستیم.
ایمان مذهبی او در واقع چه بود برای اینکه بتواند به استادی دانشگاه کیمبریج برگزیده شود، لازم بود که به کلیسای رسمی وابسته باشد، و او در مراسم مذهبی انگلیکان همیشه حضور
مییافت، اما منشیش میگوید: “در مورد دعاهای شخصی وی چیزی نمیتوانم بگویم; من معتقدم که مطالعه زیاد او را از انجام قسمت اعظم آنها باز میداشت.” با اینهمه کتاب مقدس را با همان شوق و ذوقی که به مطالعه کیهان داشت مطالعه میکرد. یکی از اسقفهای اعظم در تحسین وی گفته است: “شما الاهیات را بیش از همه ما میدانید;” و لاک در باره دانش او از کتاب مقدس گفت: “کمتر کسی را به پایه وی میشناسم.” نوشته های مذهبی وی بیش از آثار علمی او هستند. بر اثر مطالعات بسیار، مانند میلتن به نتایجی نیمه آریوسی رسیده بود: با وجود آنکه مسیح پسر خداست، اما از نظر زمان یا نیرو به پایه خداوند، یعنی پدرش، نمیرسد. اما نیوتن در مواردی دیگر مومنی اصیل آیین بود یا شد. گویا کتاب مقدس را نوشتهای از جانب خداوند میدانسته است و صحیفه دانیال نبی و مکاشفه یوحنای رسول را واژه به واژه به عنوان حقیقتی تمام عیار پذیرفته است. این دانشمند بزرگ زمان خود رازوری بود که با علاقه تام به نسخهبرداری از گفتار یاکوب بومه پرداخت و از لاک خواست که با وی در باره مفهوم “اسب سفید” مکاشفه یوحنای رسول بحث کند. دوستش جان کریگ را بر آن داشت تا اصول ریاضی الاهیات مسیحی را برای اثبات ریاضی زمان رجعت مسیح و نسبت بین بالاترین لذت دنیوی و سعادت اخروی مومنان در بهشت به رشته تحریر درآورد (1699). بر مکاشفه یوحنا تفسیری نوشت و استدلال کرد مقصود از ضد مسیحی که در آن پیشگویی شده، پاپ رم است. افکار نیوتن مخلوطی بود از مکانیک گالیله و قوانین کپلر باب الاهیات بومه. همانند او را به این زودیها نخواهیم دید.