نیوتون: گرانش و نور

مقدمه

بعد از نیوتون درباره‌ی چگونگی رسیدن به کشفیات و یافته‌های دوران‌سازش سؤال شد. وی پاسخ داد: «همواره با تفکر کردن درباره‌ی آن‌ها، موضوع را پیوسته در برابر خودم می‌نهادم و با صبوری به آن می‌اندیشیدم تا این که نخستین پرتوهای سپیده‌دم اندک اندک به نور کامل طلوع می‌انجامید.» بنابر آن حکایت مشهور، «نخستین پرتوهای سپیده‌دم» نظریه‌ی گرانش نیوتون وقتی به ذهن وی رسید که شاهد فروافتادن سیب از درخت بود. از این موضوع غالباً به عنوان این که افسانه‌ی محض است، چشم می‌پوشند و آن را پی نمی‌گیرند. اما بنابر قول استاکلی، نخستین زندگی‌نامه‌نویس نیوتون: «وی به من گفت ... تصور گرانش ... گاهگاهی از طریق دیدن فروافتادن یک سیب، در حالی که در حال و هوای اندیشه و تفکر قرار داشته ... به ذهنش متبادر می‌شده است.»
فهمیدن معنای تام و تمام آن چیزی که نیوتون در آن لحظه درک کرد، از اهمیت زیادی برخوردار است. وی تا آن موقع چه می‌دانست، و نظریه‌ی گرانش وی سرانجام چه چیزی را توضیح می‌داد؟

نظریه‌ی گرانش

کلید این معما به تمامی در دست کپلر بود؛ وی همان کسی بود که بیش از بیست سال از عمر خود را به رصدهای دقیق و دشوار و محاسبات بی‌پایانی صرف کرد تا این که به سه قانون خود درباره‌ی حرکت سیاره‌ای دست یافت. این سه قانون در سال 1609 منتشر شده و عبارت بودند از: قانون اول: سیارات در مسیرهای بیضوی خورشید را دور می‌زنند، و خورشید در یکی از کانون‌های این مدارهای بیضوی واقع است؛ قانون دوم: خط مستقیم واصل بین خورشید و یکی از سیارات، در زمان‌های مساوی، مساحت‌های مساوی را جاروب می‌کند؛ (در نمودار زیر زمان سپری شده برای این که سیاره‌ی p از a به b برود، مساوی است با زمانی که از c به d برود، و مساحت x با مساحت y برابر است)؛ قانون سوم، مجذور زمانی که سپری می‌شود تا یک سیاره یک مدار کامل را طی کند با مکعب میانگین فاصله‌ی آن تا خورشید متناسب است؛ (در شکل زیر، اگر سیاره‌ی p در مدت زمان T یک مدار کامل را طی کند، و r میانگین شعاع این مدار باشد، در این صورت: T^2=r^3)
در این میان بر روی این کره‌ی زمین، گالیله از طریق انجام آزمایش‌هایی که گفته می‌شود بر فراز برج کج پیزا صورت می‌گرفته است، تأیید و تأکید کرد که هر جسم در حال سقوط با آهنگ یکنواختی شتاب پیدا می‌کند. وی فرمول مسیر سهمی‌شکل پرتابه‌ها را نیز استنتاج و تدوین کرد.
نبوغ و خلاقیت نیوتون بر شالوده‌های ترکیبی از قوانین کپلر و یافته‌های گالیله استوار شد. مفهوم گرانشی که در هنگام فروافتادن سیب از درخت به ذهن او آمد، مآلاً شبیه به همان نیرویی به نظرش رسید که ماه را در مدارش به دور زمین، و سیارات را در مدارشان به دور خورشید نگه می‌دارد. قوانینی که بر روی زمین برقرار بودند، در مورد اجسام آسمانی هم صادق و برقرار می‌بودند. این یک شهود شگفت‌انگیز و حیرت‌آور بود. در یک مرحله درک و فهم ما دیگر وابسته و محدود به زمین نبود، بلکه به تمامی پهنه‌ی جهان هستی تعمیم می‌یافت. (قوانین کپلر صرفاً آن چه را که اتفاق افتاده و وجود داشت توصیف می‌کردند؛ نیوتون توضیح داد که چرا این اتفاقات افتاده‌اند.)
نیوتون به مدتی بیش از بیست سال به انتشار ایده‌ها و آرای خود اقدام نکرد. این امر چندین علت داشت. در وهله‌ی اول وی گرانش را فقط بر روی کره‌ی زمین صادق می‌دانست. بعداً که این نظریه را به اجسام فرازمینی هم تعمیم داد، نمی‌توانست ریاضیات حاکم بر این نظریه را به طور کامل استخراج کند. نیروی گرانشی زمین عملاً و واقعاً چگونه عمل می‌کند؟ آیا این نیرو ماه را از مرکزش جذب می‌کند یا از سطح آن، یا از جایی دیگر بینابین سطح و مرکز؟ تا وقتی که روش‌های حسابان نو یافته‌اش را بهبود نبخشید و اصلاح نکرد، نتوانست بر این مسائل و مشکلات فائق آید. با همه‌ی این احوال، این موضوع تنها دلیل سکوت وی به شمار نمی‌آمد.
بعضی‌ها نیوتون را شخصیتی مرموز و پنهان‌کار خوانده‌اند. اما این صفت دقیقاً هم در مورد او صدق نمی‌کند. واقعیت این است که نیوتون نمی‌توانست تاب این را بیاورد که حتی در پیش‌پاافتاده‌ترین امور، شخصیتی متناقض باشد. این حالت برایش این خطر را در پی داشت که وی را در معرض بروز خشم و خروش‌های مهارنشدنی قرار دهد. از این رو، وی به جای قرار دادن خویشتن در معرض پرسش همکاران دانشمندش، ترجیح می‌داد یافته‌ها و کشفیاتش را نزد خود نگه دارد.
ناگفته پیداست که چنین روحیه و وضعیت روانی فقط بیانگر شخصیت نیوتون است. می‌توان آن را به نقشه‌برداری از جهان تشبیه کرد. این نقشه خطوط تراز و شکل‌ها را به صورت طرح کلی نشان می‌دهد، اما معنی و شدت و حدّت واقعیت را به هیچ وجه توضیح نمی‌دهد. کیفیت واقعی ذهن نیوتون مطلقاً توضیح‌ناپذیر می‌ماند.
در خلال بیست سال پیش از آن که نیوتون یافته‌های خود در خصوص گرانش منتشر کند، بینش ابتدایی وی به صورت یک سیستم جامع پالوده و پیراسته شد. همین سیستم بود که سرانجام در قالب شاهکارش، اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعت، ظاهر شد. در این مرحله نیوتون گامی فراتر از کپلر و گالیله برداشت، و سه قانون خود را پیش کشید که یافته‌های آنان را از دور خارج کردند و خود جایگزین آن‌ها شدند.
نخستین قانون حرکت نیوتون نظریه‌ی لختی را مطرح می‌کند، که بنابر آن هر جسم در امتداد خطی راست در حال سکون باقی می‌ماند یا به حرکت یکنواخت ادامه می‌دهد مگر این که نیرویی خارجی بر آن وارد آید. اشیاء به این علت در فضا حرکت می‌کنند که پس از ابتدای حرکت‌شان هیچ چیزی آن‌ها را متوقف نکرده است. برای نخستین بار، حرکت اجسام در آسمان توضیح داده می‌شد-بدون توسل به تردستی قدرت‌های آسمانی و توان حرکتی فرشتگان. (هر چند که سه قرن بعد از آن طول کشید تا نظریه‌ی مهبانگ Big Bang پرداخته شد، که توضیح می‌داد آن حرکت اولیه چگونه به وجود آمده است. )
بنابر قانون دوم نیوتون، آهنگ زمانی تغییر تکانه‌ی (جرم ضرب در سرعت) هر جسم متحرک با نیروی وارد بر آن متناسب است. به بیان دیگر، اثر یک نیروی پیوسته بر جسمی ساکن یا جسمی با حرکت یکنواخت منجر به شتاب گرفتن آن جسم می‌شود. وقتی گالیله اشیایی را از برج کج پیزا فرو می‌انداخت، به این قانون پی برده و این معنی را کشف کرده بود. کشش گرانشی به جسم شتاب می‌دهد (یا جسم را شتاب‌دار می‌کند). همین اتفاق در هنگام حرکت ماه در مدار حرکتش به دور زمین می‌افتد.
نیروی گرانش g که به طور پیوسته وارد می‌آید، ماه را وا می‌دارد که به سوی زمین شتاب پیدا کند، اما تکانه (جرم ضرب در سرعت) آن را در امتداد خط نیروی m قرار می‌دهد. توازن دائم و همیشگی حاصل نیروها ماه را در مدار قرار می‌دهد.
نیوتون، برای پی بردن به ماهیت نیروی گرانشی که در این جا عمل می‌کند، ناگزیر شد آهنگ تغییر تکانه‌ی (یا اندازه‌ی حرکت) ماه را محاسبه کند. از آن جا که مدار ماه یک بیضی نامنظم است، این محاسبه عبارت می‌شد از محاسبه‌ی جسمی که بر یک مسیر منحنی حرکت می‌کند. نیوتون در نخستین تلاش‌هایش برای حل این مسأله حساب فاصل (فلوکسیون) نویافته‌ی خود را به کار گرفت، و در این فرایند حساب دیفرانسیل را تدوین کرد.
بنابر قانون سوم نیوتون، اگر یک جسم نیرویی بر جسم دیگر وارد آورد، جسم دوم نیروی واکنش مساوی و مختلف‌الجهت با نیروی اولی بر آن جسم (جسم اول) وارد خواهد آورد. مفهوم نیرو در نزد نیوتون در این قوانین علم را دگرگون و متحول کرد. این مفهوم دیدگاه مکانیکی همان هنگام دکارت به جهان را با سنت باستانی فیثاغورثی، که بنابر ادعای وی جهان در غایت از اعداد تشکیل شده، یکپارچه و متحد کرد. این ترکیب مکانیک و ریاضیات نه تنها چگونگی کارکرد جهان را توضیح می‌داد، بلکه به آن معنی بود که می‌توانیم آنچه را هم که در آن داشت اتفاق می‌افتاد به دقت محاسبه کنیم.
نیوتون با بهره‌گیری از این سه قانون بنیادی، سرانجام توانست محاسبه کند که نیروی گرانشی چگونه بین دو جسم وارد می‌آید. وی نشان داد که این نیرو با حاصل‌ضرب جرم دو جسم تناسب مستقیم و با مجذور فاصله‌ی بین مرکز آن‌ها نسبت عکس دارد. این یافته در قالب فرمول نامدار وی (که در حکم e=mc2 روزگار خودش بود) بیان شد:
که در این فرمول F عبارت است از نیروی جاذبه‌ی گرانشی (گرانش)، m1 و m2، به ترتیب جرم زمین و ماه، و d فاصله‌ی بین مراکز آن‌ها و G ثابت گرانشی است. آنچه که وی را در مسیر دستیابی به این فرمول قرار داد، عبارت از امکان رابطه‌ی عکس مجذوری بود؛ و ممکن است منشاء شناخت وی از این رابطه فرو افتادن سیب از درخت بوده باشد. نیوتون تمامی مفهوم گرانش را بی‌درنگ درک نکرد؛ بلکه این مفهوم همان چیزی است که وی را روانه‌ی سفر ریاضی دراز و پیچیده‌ای کرد که به قانون گرانش وی ختم شد. با همه‌ی این احوال، باید یک قرن دیگر سپری می‌شد تا هنری کاوندیش، فیزیکدان نامتعارف انگلیسی، اقدام به تعیین مقدارG، ثابت گرانشی، می‌کرد. اما این نقص و ناتمامی نیوتون را از کاوش و تکاپو برای گسترش و تعمیم قانون جدیدش باز نداشت. وی اصرار و پافشاری می‌کرد که قانون گرانش در تمامی جهان هستی صادق است. این ادعا البته یک فرضیه بود: محاسبات نیوتون به تمامی بر شالوده‌ی مشاهده‌ی ماه و سیارات کشف شده استوار بودند. اما نیوتون هیچ ایراد و انتقادی را بر نمی‌تافت، و ادعای وی مبنی بر این که «من فرضیه‌ای نمی‌پردازم، بلکه حقایق مسلم را ابراز می‌دارم» مشهور است.
درک ضعف و سستی مطلق ادعای نیوتون نسبت به قانون گرانشش، که اصرار می‌ورزید آن را قانون گرانش عمومی (یا جهانی) بنامد، برای ما دشوار است. یکی از بزرگ‌ترین بارقه‌ها و روشن‌بینی‌های انسان در همه‌ی اعصار، در واقع اندکی بیشتر از یک شمّ، حدس و گمان مایه گرفته از نبوغی متعالی بود. آلفرد نورث وایتهد، ریاضی‌دان و فیلسوف قرن بیستم، هم برای نیوتون و هم برای همه‌ی ما، اصلاحیه‌ی مفیدی را تدوین کرده است: «آرزوی توجیه‌ناپذیر بشر برای رسیدن به جایی که از لحاظ عقلانی بی‌ابهام، مشخص و قطعی باشد، با همین گزافه‌گویی نیوتون تشریح می‌شود که: من فرضیه‌ای نمی‌پردازم، بلکه حقایق مسلم را ابراز می‌دارم. این در حالی است که او ادعای جهان‌شمول بودن قانون گرانش خود را اعلام کرد؛ بنابراین قانون، هر ذره‌ای از ماده، هر ذره‌ی مادی دیگر را جذب می‌کند، هر چند که در زمان بیان و اعلام این قانون، فقط سیارات و اجرام آسمانی بودند که مشاهده می‌شدند و ذرات ماه را جذب می‌کردند.»
احتمالاً برای تأیید عمومیت و جهان‌شمول بودن ادعای نیوتون، شواهد علمی اندکی وجود داشته است، اما این ادعا قطعاً بسیاری حقایق مشاهده‌شده و خروج از مرکز حرکت سیارات را توضیح می‌داد. جالب‌ترین موضوع از این قرار است که این قانون، قانون کپلر را توضیح می‌داد و دلیل بی‌نظمی‌های مدار ماه و سیارات را نیز ذکر می‌کرد (این بی‌نظمی‌ها وقتی پیش می‌آمدند که تحت تأثیر کشش گرانشی سایر سیارات مجاورشان و نیز کشش گرانشی خورشید قرار می‌گرفتند).
حدس جسورانه‌ی نیوتون همه چیز را دگرگون کرد. از آن پس دانشمندان اعتقاد یافتند که هر چیزی را که در جهان هستی رخ داده، می‌توان در چارچوب و به کمک ریاضیات و روابط ریاضی توضیح داد. این باور در حکم یکی از اعتقادات راسخ علم مدرن کماکان باقی مانده است. در واقع، این باور سنگ بنای اعتقاد مستمر و مداوم آن نظریه‌ی نهایی و غایی به شمار می‌آید که در چارچوب آن کارکردهای بنیادی جهان هستی و هرچه در آن است، توضیح داده می‌شود.

کشفیات نیوتون در زمینه‌ی نور

سومین کشف دوران‌ساز نیوتون در خلال آن سال معجزه‌آسای عمر وی در وولستروپ، به نور مربوط می‌شد. پیش از آن تصور می‌کردند که رنگ حاصل آمیزه‌ی نور و تاریکی است. نیوتون پی برد که شواهد تجربی این نظر را تأیید نمی‌کنند. صفحه‌ی چاپ‌شده‌ی یک کتاب، که هم حاوی سفیدی و هم سیاهی است، وقتی از فاصله‌ای به آن نگاه کنند که این دو درهم آمیزند و مخلوط شوند، رنگی ظاهر نمی‌شوند، خاکستری به نظر می‌رسند.
نیوتون در خانه و در اتاق تاریکش با یک منشور شیشه‌ای دست به انجام تعدادی آزمایش زد. وقتی اجازه داد که نور روز از روزنه‌ای بین پرده‌ها به درون آید و پرتو نور سفیدی از یک شیشه عبور کند، این پرتو پس از عبور از منشور شکسته شد (یعنی، شیشه آن را خم کرد). اما اجزاء و بخش‌های مختلف این باریکه‌ی نور به مقادیر گوناگونی شکسته شدند، و باریکه‌ی نور به صورت تجزیه به چند رنگ ظاهر شد. این رنگ‌ها یکسان، و در مرتبه‌ی یکسانی بودند، مانند رنگ‌هایی که در رنگین‌کمان ظاهر می‌شوند: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی، بنفش.
آیا این رنگ‌ها به طریقی به وسیله‌ی شیشه‌ی شفاف منشور ایجاد شدند؟ نیوتون این بار باریکه‌ی نور رنگین‌کمان را از یک منشور واقع در فاصله‌ی دورتر عبور داد، اما منشور این بار وارونه بود. باریکه‌های نور رنگی دوباره همگرا و به صورت یک تک باریکه‌ی نور سفید ظاهر شدند.
پس از آن نیوتون تلاش کرد یک تک باریکه‌ی نور رنگی را جدا کند و آن را از یک منشور عبور دهد. این نور، هر چند که شکسته شد اما با همان رنگی که وارد منشور شده بود، از آن بیرون آمد. این نتیجه آشکار و بدیهی بود. نور سفید از ترکیب رنگ‌های طیف تشکیل شده بود.
وقتی نیوتون به کمبریج بازگشت، ارائه‌ی این آزمایش هیجان زیادی را آفرید و وی به عنوان یکی از اعضای ترینیتی کالج برگزیده شد. اما وی در زمینه‌ی سایر یافته‌ها و کشفیاتش کماکان خاموشی و سکوت گزید و خوددار باقی ماند. حساب دیفرانسیل و انتگرال (حسابان) و ایده‌هایش در خصوص گرانش هنوز هم در مراحل ابتدایی بودند، و وی هیچ شوقی نداشت به بحث در خصوص این موضوع‌ها وارد شود. (شاید کسی یافت می‌شد که جسارت مخالفت کردن با او را داشته باشد). اما، او در مورد استاد راهنمای پیشین خود، پروفسور بارو، استاد کرسی لوکاسی ریاضیات، استثنایی قائل شد. (از دایر شدن این کرسی استادی مدت زمانی دراز سپری نشده بود: یکی از نشانه‌های اولیه‌ی تحول کمبریج و دور شدن آن از سنت کلاسیک و رهایی‌اش از بند نظارت تام و تمام و محدودیت شدید ضوابط منسوخ و قدیمی مکتب ارسطویی است. در حال حاضر استیون هاوکینگ مؤلف اثر پرآوازه‌ی تاریخچه‌ی مختصر زمان صاحب کرسی استادی لوکاسی ریاضیات در کمبریج است).
بارو مردی استثنایی، در بسیاری جهات مغایر خلق و خوی نیوتون بود. اصلاً ریاضیدانی قالبی و کلیشه‌ای نبود؛ دوست و همکاری خوش‌برخورد و مهربان با اندامی چشم‌نواز که از ورزش مشت‌زنی لذت می‌برد و تا قسطنطنیه هم سفر کرده (و در آن جا در یک مسابقه‌ی کشتی برنده شده) بود. اما بارو از دو ویژگی جالب برای نیوتون برخوردار بود: وی مردی عمیقاً مذهبی و ریاضیدانی تیزهوش بود. درواقع اِشراف بارو بر آخرین پیشرفت‌های ریاضی، بی‌گمان در تدوین حساب دیفرانسیل و انتگرالش به نیوتون کمک زیادی کرد.
نیوتون که به عنوان مردی جوان از موضع و جایگاهی نامتداول و نامعمول برخوردار بود، چندان علاقه‌ای به چهره‌های پدروار نداشت (معتقد بود روح پدرش در آسمان‌هاست) استثنایی کمرنگ در این زمینه در وجود آیزاک بارو ظاهر شده بود (حتی نام کوچک این شخص نیز نام کوچک پدر نیوتون را به او یادآوری می‌کرد). همین یک دفعه، نیوتون کسی را یافته بود که می‌توانست به او به دیده‌ی تحسین بنگرد. بارو، مانند خود نیوتون، ساعت‌های متمادی کار می‌کرد و بسیار کم می‌خوابید. نیوتون خودبینی و خودخواهی مشابه خودش را نیز در حواس‌پرتی بارو باز شناخته بود، زیرا به قول یکی از هم‌روزگاران بارو، وی در لباس پوشیدن بسیار مسامحه‌کار و بی‌تکلف بود ... مانند این دانشمند را هرگز در عمرم ندیده‌ام.» نیوتون هم چنین چهره‌ای را از خود نشان می‌داد: «با بی‌مبالاتی بسیار رفتار می‌کرد، با کفش‌های پاشنه ساییده، جوراب‌های عجیب و غریب، ردای سفید که روی آن‌ها دربر می‌کرد، و موی سری که هرگز شانه به خود ندیده بود.» استاد و همکار بیست و چهار ساله‌اش، در میان تی‌تیش مامانی‌های کلاه گیس به سر دوران بازگشت، (2) زوج جالبی را تشکیل می‌دادند.
ظاهراً بارو در کمبریج تنها کسی بوده است که به گستره‌ی استثنایی و خارق‌العاده‌ی توانایی‌های نیوتون پی برد. البته، در محیط خارج از دانشگاه، هیچ‌کس حتی نام وی را نشنیده بود. با همه‌ی این‌ها در این ایام نیوتون به کشفیاتی نایل آمده بود که مکان وی را فراتر از هر دانشمند و ریاضیدان زنده‌ای در آن عصر قرار می‌داد.
گفته می‌شد بارو با نیوتون همچون پسر خودش رفتار می‌کرد، و در روز تولدش به وی هدیه می‌داد. هر چند که نیوتون به بارو علاقه داشت، اما طرز برخوردش با او احتیاط‌آمیز بود. مادرش وی را در اوان کودکی ترک گفته و او را در برابر معدود آدمیانی که بر آن می‌شدند به پوسته‌ی سخت بی‌تفاوتی آن‌جهانی‌اش نفوذ کنند، مردد و دودل باقی نهاده بود.
در سال 1669 بارو از مقام استادی لوکاسی ریاضیات کناره‌گیری کرد تا مطالعات کلامی خود را پی گیرد. وی مطمئن بود که نیوتون به جای وی گمارده خواهد شد. انتظار می‌رفت که استاد لوکاسی به سلک روحانیون درآید، اما بارو به سود نیوتون میانجی‌گری کرد و نیازی پیدا نشد که نیوتون به جمع روحانیون بپیوندد. این ماجرا حاکی از آن است که بارو دست کم تا حدودی از تحقیقات کمتر راست‌آیین نیوتون آگاهی داشت.
نیوتون در کنار پیشرفت‌های علمی خویش، در مطالعاتش در کتاب مقدس نیز به پیشرفت‌های شگفتی نائل آمد. در حالی که روایت‌های اولیه‌ی عهد جدید را به همان زبان اصلی آن‌ها مطالعه می‌کرد، متقاعد شده بود که این متون را مترجمان و مفسران دوره‌های بعدی، بنابر مقاصد و نیت خودشان مخدوش و تحریف کرده‌اند. می‌گفت: ایده و نظر تثلیث (پدر، پسر و روح القدس) یک دوز و کلک پیچیده، و مفهومی ریاکارانه و فریبکارانه است که کج‌اندیشان توطئه‌گر به مسیحیت قالب کرده‌اند. مسیح خدایی و خداگونه نبوده است، و ما باید مستقیماً به درگاه خداوند خالق نیایش کنیم.
در سال 325 میلادی، چنین اعتقاداتی از جانب شورای نیکیاس (در جمهوری ونیز) بدعت‌آمیز اعلام شده بود. به همین ترتیب، مقامات ترینیتی اخباری را خوش نمی‌داشتند که بر پایه‌ی آن‌ها کالجشان به حقه‌بازی کلامی و کلک‌های الهیاتی اشتهار یابد و به این عنوان نام برده شود؛ اما این نظر مانعی در برابر نیوتون به شمار نمی‌آمد. به هر حال، وی در روند کارها و فعالیت‌های معمول خود، کماکان یافته‌هایش را در دفترچه‌های یادداشت خود نگهداری و پنهان می‌کرد.
در این مورد عنصر مرموزی در رفتار نیوتون یافت می‌شد. در واقع، در انگلستان قرن هفدهم مذهب بسیار جدی تلقی می‌شد؛ جنگ داخلی، شکنجه و آزار بدعت‌گذاران و مرتدان، هراس و خوفِ آیین کاتولیک، انزجار از پیوریتنیسم (پاک دینی)، و اتفاق‌های دیگری از این دست، معجونی از پیش‌داوری‌ها به وجود آورده بود. تعجبی ندارد که در این شرایط، وحشتی پارانویایی از قرار گرفتن در معرض اتهام ارتداد بر جان نیوتون افتاد، و این هراس و وحشت تا آخر عمر او را رها نکرد. اما اعتقاد عمیق او به خدا، همراه با نیاز ناآگاه او به برقراری ارتباط مستقیم با آفریدگار، به این معنا بود که وی نمی‌توانست جلوی خودش را بگیرد. انگیزه‌ی نیوتون به کشیده شدن به سوی حقیقت همان قدر در حوزه‌ی مذهب قوی بود که در چارچوب علم: در این جا نیز او به دنبال نشانه‌ها و دلایل وجود خداوند می‌گشت.
گویی این‌ها همه کفایت نمی‌کردند، و نیوتون در چارچوب سنتی کیمیایی و جادویی به تحقیقات کیمیاگری نیز ادامه می‌داد. این استاد لوکاسی ریاضی، حتی فراتر از این‌ها هم رفت و در محوطه‌ی باغ کنار اتاق‌هایش در کالج کوره‌ای ساخته بود، به طوری که می‌توانست آزمایش‌های کیمیاگری انجام دهد. در این جا، فعالیت‌های او از قرار معلوم به عنوان پژوهش و آزمایش در حوزه‌ی علم شیمی به مقامات کالج جازده و قالب می‌شد، اما نگاهی گذرا به دفترچه‌های یادداشت نیوتون معلوم می‌دارد که وی به دنبال تبدیل فلزات پایه به طلا بوده است.
در کمال تعجب، دانشمند طراز اول دوران وی نیز یکی از جادوگران و ساحران پیشگام آن عصر بود. به قول جان مینارد کینز، اقتصاددان قرن بیستم: نیوتون خیلی بیشتر از آن که انسان مدرنی متعلق به عصر علمی جدید باشد، در واقع واپسین جادوگر و شعبده‌باز بزرگ رنسانس بود، «کودک شگفت‌انگیزی که جادوها و شعبده‌ها در نزد وی می‌توانند صادق و واقعی عمل کنند و قدر و ارج در خور بیابند.»
اما آیا نیوتون به راستی وقت (و استعداد شگفت‌آور) خود را در راه‌های مهمل و یاوه‌ای هدر می‌داد؟ کینز، با ابراز رایی متعادل و معقول خویشتن را ناگزیر دید که کیمیاگری نیوتون را در حکم حرکتی «به کلی تهی از ارزش علمی» رد کند. اما افسوس که حقیقت چیز دیگری است. هر چند که نامحتمل است که این چرخ بگردد و اینشتین دیگری به وجود آورد، نمی‌توان انکار کرد که کیمیاگری نقشی کلیدی و محوری در شکل‌گیری ایده‌های علمی نیوتون ایفا کرد. شواهد در این خصوص متأسفانه قانع کننده و مستحکمند. به طوری که دیدیم، در اوایل آن قرن (هفدهم) دکارت توضیحی صرفاً مکانیکی از جهان ارائه کرده بود. اما با گسترش دامنه‌ی انقلاب علمی، تعدادی از دانشمندان جدید انگلیسی به این فکر افتاده بودند که شیوه‌ی کارکرد جهان بسی پیچیده‌تر از سازمان درونی ساعت است. از دیدگاه بویل شیمیدان (که در سکوت و خفا کیمیاگر قهاری بود)، برای توضیح و تشریح چندین پدیده‌ی طبیعی که در عالم شیمی و زیست شناسی رخ می‌دهند، علم مکانیک کافی نیست.
نیوتون این نظر را بیان کرد که چنین رویدادهایی حاصل یک اصل فعالند، که اصل لَخت (ساکن) مکانیکی دکارت را تکمیل می‌کند. این اصل فعال از «کیفیات فراطبیعی و غیبی ... ناتوان از کشف و آشکار شدن» ناشی می‌شود. اما از همین جا گام کوتاهی به سوی مفهوم «نیرو»، همان ایده‌ی نیوتونی که تمامی سپهر علم را دگرگون کرد، برداشته شد.
ممکن است پذیرفتن بی چون و چرای این موضوع برای ما دشوار باشد، اما مفهوم اساسی انقلابی قوانین حرکت نیوتون در سحر و جادو ریشه داشت. به قول لئوناردو [داوینچی]، آن جادوگر بزرگ دیگر دوران نوزایی (رنسانس): «در این جهان هستی خیلی چیزها فراتر از حوزه‌ی فهم و درک آدمی وجود دارد.»
فعالیت‌های کیمیاگری نیوتون از جهات دیگر نیز به او کمک کردند. ممکن است کیمیاگری فاقد نتایج آشکار و قابل اثبات بوده باشد (یعنی طلایی در کار نبود)، اما روش‌هایش متضمن ابتکار و خلاقیت چشمگیری، دست کم در سرهم کردن و جفت و جور کردن وسایل و ابزار بود. (قسمت اعظم این مهارت تجربی را از علم جنینی و اولیه‌ی شیمی به تدریج اقتباس کرد، که در نتیجه این خیزش اولیه‌ی فراهم آمد) نیوتون در دوران نوجوانی و جوانی در گرانتهام مهارت تجربی استثنایی بروز داده بود، با همه‌ی این احوال برای سود جستن از این استعداد خویش در خلال پژوهش‌های علمی و ریاضیاتی‌اش در کمبریج و وولستروپ، کمتر فرصتی پیدا کرد. به این ترتیب، کیمیاگری توانایی‌های عملی او را اصلاح کرد و بهبود بخشید، که برای جستجو در پی راه حل‌های عملی به وی اعتماد به نفس بخشید. مشهورترین نمونه و مثال این جنبه‌ی حیات وی در تلسکوپش متجلی شد.
به طوری که دیدیم، وقتی نور از یک منشور عبور می‌کند، طیفی را به وجود می‌آورد. عارضه‌ای مشابه در مورد عدسی‌ها نیز رخ می‌دهد که می‌توانند تصویرهایی با فریزهای رنگی تشکیل دهند. همین اتفاق آغاز ایجاد مانع بر سر تأثیرگذاری تلسکوپ‌های بزرگی بود که به نحو فزاینده‌ای در نجوم (فیزیک هسته‌ای قرن‌های شانزدهم و هفدهم که دروازه‌های عصر علمی جدید را گشود) به کار می‌رفت. در آغاز قرن هفدهم، تلسکوپ‌های با ارتفاع بیشتر از دو و نیم متر ساخته شدند، اما تصویر بزرگ‌نمایی‌شده‌ی آن‌ها هر چه بیشتر دستخوش تداخل رنگی، به نام «ابیراهی رنگی» می‌شد. ظاهراً تلسکوپ‌ها به نهایت و حدّ پیشرفت و تکامل خود رسیده بودند که بر اکتشاف‌های نجومی بیش از این مُهر پایان زدند.
نیوتون ابتدا تلاش کرد این مشکل را با تراشیدن عدسی‌هایی با شکل‌های متفاوت برطرف کند، اما این کوشش‌ها هم ناموفق و ناکامیاب از کار درآمدند. یک بار دیگر وی ذهن خود را روی مسائل موجود متمرکز کرد: با «همواره» و شب و روز «اندیشیدن در خصوص این مسائل»، سرانجام پاسخ را یافت. راه حل نیوتون برای مشکل تلسکوپ یک «ضربه‌ی نبوغ» کلاسیک بود. این راه حل چندان ساده و مؤثر بود که تلسکوپ‌ها را برای همیشه متحول و دگرگون کرد. وی، به جای متمرکز کردن تصویر نهایی به وسیله‌ی شکست از طریق عدسی، این کار را با آینه‌ی سهموی انجام داد.
بازتابش «ابیراهی رنگی» را حذف کرد زیرا نور در این حالت از شیشه عبور نمی‌کرد و صرفاً از برخورد به آن منعکس می‌شد؛ و این روش یک امتیاز دیگر هم داشت: از آن جا که نور از شیشه عبور نمی‌کرد، هیچ قسمتی از آن هم جذب نمی‌شد. (این امر در مشاهده و رصد اجسام دور کوچک‌تر، مانند اقمار مشتری، که فقط مقادیر کمی نور را منعکس می‌کردند، حیاتی و بسیار مهم بود) روش نیوتون حجم تلسکوپ را نیز بسیار کوچک‌تر کرد. نخستین تلسکوپی که وی ساخت فقط پانزده سانتی متر طول و دو و نیم سانتی متر قطر داشت؛ با همه‌ی این احوال بزرگنمایی آن بیش از سی برابر بود. نیوتون این تلسکوپ را به تمامی به دست خودش ساخت، و حتی تا آن جا پیش رفت تا وسایل را برای تولید برخی قطعات خودش تولید کند؛ و تا امروز هم در اکثر تلسکوپ‌های قدرتمند کماکان، مطابق با اصل نیوتون، از بشقاب‌های بازتابی بهره می‌گیرند.
نیوتون در مقام استاد لوکاسی ریاضیات، در هر نیم سال تحصیلی ملزم بود تعداد کمی سخنرانی درسی ایراد کند. این درس‌ها به نحو نامطلوبی مهیا و به نحو نامطلوب‌تری ارائه می‌شدند. نیوتون روابط عمومی خوبی نداشت، و بیشتر به صحبت کردن درباره‌ی ادامه‌ی تحقیقاتش علاقه‌مند بود تا پیرامون نتایج نهایی آن‌ها. پس از وضوح و هیجان اولیه‌ی ناشی از معلوم شدن این که چگونه نور سفید از رنگ‌های مختلف تشکیل و ترکیب می‌شود، ابر تیره‌ای از تأمل و نظریه‌ی پیچیده و دشوار بر فضای درس حکمفرما می‌شد. در پایان هر جلسه نیوتون تنها می‌ماند، در حالی که غالباً در سالن سخنرانی خالی با خودش غرولُند می‌کرد.
اما همه‌ی این شرایط وقتی دگرگون شد که او تلسکوپ جدیدش را در سال 1668 ساخت. نیوتون از این کار دستی خود چندان مفتخر بود که تا مدت‌ها نمی‌توانست از نمایش دادن آن خودداری ورزد. گسترش جهان هستی از طریق کمبریج آغاز شد، و سرانجام به دوردست‌ها تسری یافت. انجمن سلطنتی در لندن از این «ابزار شگفت انگیز» باخبر شد و تقاضا کرد آن را ببیند. اکنون نیوتون در کار ساختن نوع بزرگ‌تر دیگری، با بیست و دو و نیم سانتی متر طول و پنج سانتی متر قطر بود. در سال 1671 بارو این تلسکوپ را با خودش به لندن برد، و در آن جا شور و هیجانی پدید آورد زیرا در حضور چارلز دوم به نمایش درآمد. در نتیجه نیوتون به عنوان عضو انجمن سلطنتی (که در سال 1660 بنیانگذاری شده و در آن هنگام جامعه‌ی علمی پیشرو در اروپا به شمار می‌آمد) برگزیده شد. نیوتون دست کم با هوشمندترین و زیرک‌ترین اذهان در انقلاب علمی بریتانیا تماس پیدا کرد.
نیوتون که این افتخار وی را به شوق آورده و دلگرم کرده بود، متقاعد شد قسمتی از رازها و پوشیده‌هایش را برملا و فاش کند. درسال 1672 مقاله‌ای در مبحث اپتیک (نور شناخت) برای انجمن سلطنتی ارسال کرد که در آن نظریه‌ی نور و رنگ خود را تشریح می‌کرد. این رساله به زبان مُنشی انجمن سلطنتی، «هم با توجهی منحصر به فرد و بی‌پیشینه و هم با تحسین و ستایشی نامعمول مواجه شد»، گر چه معدودی از اعضای انجمن به آن ایراد عدم کفایت ادلّه گرفتند. در میان آنان هوک، فیزیکدان بدخلق و پرخاشگر، یکی از معدود دانشمندانی که از قابلیت کافی برای مناقشه و منازعه با نیوتون برخوردار بود، به چشم می‌خورد. هوک آزمایشگر و دانشمند تجربی نابغه‌ای بود، اما بینش‌ها و آرای خود را به ندرت به نتیجه‌ای رسانید. وی نظریه‌ی موجی اولیه و تکوین نیافته‌ی نور را ارائه کرد؛ او ماشین بخار را، اما در شکل و قالبی غیرعملی پیش بینی و پیشگویی کرد؛ و مشاهدات میکروسکوپیکی پیشگامش وی را به ابداع اصطلاح «سلول یا یاخته» (هر چند با کاربرد اشتباه) هدایت کرد. کوک، با استفاده از منشور، آزمایش‌هایی در خصوص نور انجام داده بود و به نظریه‌ای مثل همیشه احمقانه و ناهنجار رسیده بود. هوک یکی از قدرت‌های هدایتگر انجمن سلطنتی به شمار می‌آمد و اپتیک را قلمرو و ملک طِلق خود محسوب می‌کرد. وی نقدی تفقدآمیز و ضعیف‌نواز بر مقاله‌ی نیوتون نوشت در حالی که نسبت به نتایج وی آه و واه می‌کرد. نامه‌هایی میان آن‌ها رد بدل شد، و وقتی نیوتون رساله‌ی دیگری منتشر کرد که یافته‌هایش را بسط و تعمیم می‌داد، هوک او را به سرقت نوشتاری و انتحال متهم کرد.
نیوتون از لحاظ روانی، در بهترین حالت و بهترین ایام، نسبت به پذیرش انتقاد عاجز بود. وی در نتیجه و در پاسخ به اتهام هوک نتوانست خویشتن‌داری پیشه کند، و خشم و خروش وی حد و مرزی نمی‌شناخت. هوک به دشمن قسم‌خورده‌ی او بدل شد؛ نقشی که هوک تندخو از برعهده گرفتن آن بسی خرسند می‌شد. اما این خشم از جانب نیوتون گذرا و موقتی نبود. وی از این رویداد چندان آشفته و پریشان شد که به مدتی بیش از دو سال کارش را تحت تأثیر قرار داد. نیوتون با عصبانیت از انجمن سلطنتی کناره گرفت (اقدامی بی‌سابقه، که خوشبختانه پذیرفته نشد) و سوگند یاد کرد که اثر علمی دیگری منتشر نکند.
اما مجادله و تعارض کماکان ادامه داشت. نیوتون درگیر مکاتبه با بعضی یسوعیان انگلیسی در لی‌یژ شد، که خواهان شروع و توضیح آزمایش منشور اولیه و اصلی او بودند. آزمایش‌های آنان همان اثری را پدید نیاورد که نیوتون اعلام کرده بود. این مکاتبات سال‌ها ادامه یافت، تا این که یسوعیان سرانجام صحت نتایج نیوتون را رد کردند. نیوتون که از این مکاتبه به نحو قابل ملاحظه‌ای مضطرب و نگران بود، در این حال حماقت و کودنی آن‌ها را به حساب توطئه گذاشت. طغیان و غلیان او چندان پردامنه شد که سوگند یاد کرد از علم کناره جوید: «مصممانه تا ابد به آن روی نخواهم آورد»؛ و به پریشانی روانی تمام عیاری گرفتار شد.
وقتی حال و احوال نیوتون رو به بهبودی نهاد، کلام و گفتارش هم نرم و ملایم شد. تحقیقات علمی‌اش را کنار نهاد و خود را در مطالعه‌ی کتاب مقدس و مطالب و موضوع‌های کیمیاگری غرق کرد. تصور کلی تثلیث [در نزد او] دگرگونه شد، و فقط از اسناد قرن چهارمی مایه می‌گرفت که آتاناسیوس قدیس آن‌ها را جعل کرده بود. با بهره‌گیری از آمیزه‌ی فلز ناخالص و مس تولید ماده‌ی دو جنسه‌ای (ماده‌ی نر و ماده) به نام ماده‌ی خالص به نحو سحرآمیزی میسر شد که از بذر مذکر مریخ (خدای جنگ در اساطیر رومی) و اصل مؤنث زهره (ناهید) تشکیل می‌شد. و به این ترتیب الی آخر. (در کتابخانه‌ی نیوتون به تنهایی هزار و چهارصد جلد کتاب درباره‌ی کیمیاگری یافت می‌شد؛ و بنابر قول یکی از زندگینامه‌نویسان وی، در هنگام مرگش مقاله‌ها و رساله‌هایش حاوی «نیم میلیون کلمه‌ی بی‌ارزش در زمینه‌ی کیمیاگری» بود.)
در سال 1679 مادر نیوتون درگذشت. برای آخرین بار مادرش وی را ترک گفته بود؛ وی ماند و تنهایی. فروید بود که برای نخستین بار خاطر نشان کرد که هوشمندترین اذهان غالباً پس از تحمل خسارت و صدمه‌ای ژرف به اکتشافات و یافته‌های خود نایل خواهند آمد؛ و این حکم هیچ گونه استثنایی نداشت. در نتیجه‌ی تصورات اسرارآمیز نیوتون در ارتباط با ربایش (جذب) و رانش (دفع)، ایده‌ی نیروها به ذهنش خطور کرده بود. اما تا آن هنگام وی این مفهوم را فقط در مورد پدیده‌های محدود و وابسته به زمین اعمال کرده و به کار گرفته بود. وی در این هنگام نامه‌ای از هوک دریافت کرد که می‌خواست اختلافاتشان را کنار بگذارند. هوک نیوتون را از تحلیل خود درباره‌ی حرکت سیاره‌ای، از جمله ایده و نظرش در خصوص ربایشی مرکزی که سیارات را در مدارهای بیضوی نگه می‌دارد مطلع کرد. هوک حدس زده بود که این ربایش احتمالاً بنابر یک قانون عکس مربعی عمل می‌کند؛ غافل از این که نیوتون حدود ده سال پیش از آن روابط ریاضی قانون عکس مربعی (یا مجذوری) را استنتاج و استخراج کرده بود.
نیوتون از کشیده شدن به یک مکاتبه‌ی طولانی با هوک پرهیز و امتناع کرد، اما بعداً پذیرفت که نامه‌ی هوک وی را ترغیب کرد تا قانون عکس مجذوری خودش را که ریاضیات آن قویاً بر شالوده‌ی قانون سوم کپلر استوار بود، در مورد مدارهای بیضوی سیارات استوار کند. همین اتفاق بود که به نوبه‌ی خود نیوتون را به دستیابی به یکی از بزرگ‌ترین و پردامنه‌ترین موارد شناخت و بصیرت‌هایش برانگیخت. مفهوم و تصور وی از نیرو، که تا آن هنگام تنها در چارچوب پدیده‌های زمینی مشاهده و ملاحظه شده بود، در مورد مکانیک مداری نیز برقرار و صادق بود.

انتشار رساله‌ی دوران‌ساز پرینکیپیا

نیوتون اکنون در آستانه‌ی مفهوم گرانش عمومی قرار داشت. اما باز هم پنج سال مانده بود تا همه‌ی حقایق آشکار شوند؛ و یک بار دیگر این هوک مورد نفرت او، مایه‌ی انگیزش و ترغیبش شد. در سال 1684 این هوک نفرت انگیز برای هالیِ اخترشناس به لاف‌زنی پرداخت که دیگر هیچ مسأله و مشکلی در حوزه‌ی حرکت سیاره‌ای نمانده است. وی ادعا کرد که خودش قانون عکس مجذوری، حاکم بر حرکت اجرام آسمانی را استنتاج و استخراج کرده است. توضیح هوک که از پشتیبانی ریاضیاتی اندکی برخوردار بود، نتوانست هالی را متقاعد کند.
هالی تصمیم گرفت دراین زمینه با نیوتون مشورت کند و نیوتون به وی خبر داد که چند سال پیش‌تر نظریه‌ای درخصوص دینامیک‌مداری پرداخته است، و محاسباتی را برای تأکید آن انجام داده و در اختیار دارد. هالی بر آن شد که نیوتون راترغیب کند که رساله‌ای برایش ارسال دارد و طی آن به تشریح خطوط کلی یافته‌های خویش بپردازد. نیوتون چنان که باید و شاید به تألیف مقاله‌ای تحت عنوان «در باب حرکت اجرام آسمانی در مدار» دست زد که هالی هفت ماه بعد آن را دریافت کرد.
هالی چنان تحت تأثیر این مقاله قرار گرفت که یک بار دیگر راهی کمبریج شد، و در آن جا پی برد که نیوتون مخزنی عظیم از مقالات انتشارنیافته دارد. پدر هالی در همان روزها در گذشته و برای وی ثروتی باقی نهاده بود. هالی پیشنهاد کرد نیوتون مقاله‌هایش را به سرمایه‌ی وی منتشر کند.
در این میان، نگاشتن رساله‌ی «در باب حرکت اجرام آسمانی» سبب شده بود نیوتون به فراتر از ایده‌های خود در خصوص حرکت سیارات بیندیشد، و سرانجام ایده‌ی گرانش عمومی به ذهنش خطور کرد. هم‌زمان با این الهام و خطور کردن این فکر به ذهنش با طرح هالی موافقت کرد، و به انجام محاسبات ضروری مشغول شد. نیوتون به مدت دو سال و نیم در انزوا و خلوت به کار پرداخت و «اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعی» را به وجود آورد که شاهکارش به شمار می‌آید. این کتاب راکه امروزه به عنوان دقیق‌ترین اثر علمی که تاکنون نوشته شده می‌شناسند، معمولاً به بیان ساده فقط به صورت پرینکیپیا principia یاد می‌کنند.
برای رعایت سنت و عرف قرون وسطایی که هنوز هم در آن موقع حاکم بود، پرینکیپیا به زبان لاتین (که کماکان زبان بین‌المللی به شمار می‌آمد) نوشته شد. عنوان کامل این کتاب از این واقعیت ناشی می‌شود که درآن روزها علم هنوز هم شاخه‌ای از فلسفه محسوب می‌شد، و آن را فلسفه‌ی طبیعی می‌گفتند؛ هر چند که مفاهیم ضمنی و استلزام‌های اثر انقلابی نیوتون به خود فلسفه تعمیم و گسترش یافت. از آن پس، هیچ فیلسوفی نتوانست از این کیهان‌شناسی جدید، که بر پایه‌ی آزمایش و تجربه استوار بود چشم بپوشد. دیگر توضیح جهان هستی از طریق تفکر صرف درباره‌ی آن و وضع کردن اصول مجرد، میسر و ممکن نبود. باید تجربه‌ی عینی و ملموس به حساب می‌آمد و در نظر گرفته می‌شد. جان لاکِ فیلسوف که عمیقاً تحت تأثیر یافته‌های علمی نیوتون قرار گرفته بود، تجربه‌گرایی را ابداع کرد، که بنابر اصول این نحله‌ی فلسفی، شناخت ما به طور بنیادی از تجربه مایه می‌گیرد، و به این ترتیب بذرهای بنیان‌های فلسفه‌ی مدرن افشانده شد. پرینکیپیای نیوتون راه و رسم اندیشیدن ما دربارة جهان هستی را به تمامی دگرگون کرد.
این کتاب یکی از آثار دوران‌ساز و اثرگذار عصر خود نیز تلقی شده است. یک فضای خوش‌بینی عقلایی رو به گسترش را رواج می‌داد؛ علم ثابت کرده بود که جهان هستی مطابق با اصولی اساسی ساخته شده که می‌توان آن را با کمک استدلال و خرد تشریح کرد. همه چیز را می‌توان شناخت و به کُنه همه چیز می‌توان پی برد: علم کلید شناسایی حیات، جهان هستی، و همه چیز است.
با همه‌ی این احوال، شگفت این که، این مدرن‌ترین کتاب زمانه نه تنها به زبان لاتین نوشته شده بود، بلکه به سبک و سیاق یونانیان باستان تنظیم شده بود. سه قانون حرکت و قانون گرانش عمومی آن می‌توانستند شالوده‌ی علم مدرن بوده باشند، اما به کمک و از طریق برهان هندسی پا گرفتند و اثبات شدند، به همان طریق که اقلیدس دو هزار سال قبل از آن انجام داده بود. نیوتون می‌دانست که دارد اثری کلاسیک می‌نویسد، وی خواست سبک و سیاق آن هم کلاسیک باشد. برایش بسیار آسان‌تر می‌بود (و بسیار مفهوم‌تر می‌شد) که از کشف جدید خویش، حساب دیفرانسیل و انتگرال، بهره می‌گرفت. اما وی ترجیح می‌داد که این روش جدید که می‌توانست ریاضیات را دگرگون و متحول کند، پوشیده و پنهان بماند. (در پرینکیپیا فقط اشاره‌ای گذرا به آن می‌شود؛ اما چنان که خواهیم دید، این روش اولویتی حیاتی را جا انداخت و تثبیت کرد.)
دست‌نوشته‌ی پرینکیپیا نخست برای انجمن سلطنتی فرستاده شد که در آن موقع هوک منشی آن بود. به محض آن که هوک دست‌نوشته‌ی نیوتون را خواند، نیوتون را به سرقت تألیفی و نوشتاری متهم کرد. وی شش سال پیش از آن طی نامه‌ای به نیوتون قانون عکس مجذوری خود را برملا کرده بود. [به زعم او] نیوتون شالوده‌ی اثر خود را بر سرقت دارایی علمی او استوار کرده بود.
تأثیر این اتهام قابل پیش‌بینی بود. نیوتون نتوانست خشم خود را مهار کند. او قانون عکس مجذوری را کشف، و ریاضیات مربوط به آن را ده سال پیش از نامه‌ی هوک استخراج و استنتاج کرده بود. اما مشکل آن جا بود که نیوتون کشف خود را نزد خویشتن نگه داشته بود. هالی به ماهیت بهتر کار نیوتون رأی داد. هوک بیمار و سالخورده بود، رفتار اجتماع‌ستیزش وی را به دامان فقر و تنگدستی فرو انداخته بود. تمام آن چیزی که از نیوتون انتظار داشت نوعی قدردانی بود؛ هیچ هزینه‌ای برای نیوتون در برنداشت که چنین اشاره‌ای به او در پرینکیپیا بکند.
اما هالی نیوتون را دست کم گرفته بود. سرشت و ماهیت نیوتون نیکوتر نشده بود؛ و خشمش هیچ حد و مرزی نمی‌شناخت. نیوتون به جای درج سپاسگزاری از هوک در اثر خویش، اکنون از روی بددلی کتاب خود را اول تا آخر کاوید، و تمامی اشارات و مراجعاتی که در آن می‌توانست به هوک بیابد پاک کرد؛ هر چند که در گرماگرم این کار معدود نکاتی هم از زیر دستش در رفت و از قلمش افتاد. (خشم نیوتون هیچ اتفاق گذرایی نبود. مادام که هوک در سمت منشی‌گری انجمن سلطنتی باقی بود، نیوتون از پذیرش هر گونه مقامی در آن انجمن سرباز زد، از اجازه دادن انتشار آثارش امتناع ورزید، و تمامی دست‌نوشته‌های خود را نزد خویشتن نگه داشت. هوک به مدت هفده سال در آن سمت باقی ماند، اوضاع و احوال فقط با مرگ وی در سال 1703 تغییر کرد. با این اتفاق مشکل حل و فصل شد.)
منبع:
استراترن، پل؛ (1389) شش نظریه‌ای که جهان را تغییر داد، ترجمه‌ی دکتر محمدرضا توکلی صابری و بهرام معلمی، تهران، انتشارات مازیار، چاپ چهارم.