A Newton le correspondió realizar la síntesis definitiva con la que se construyó el edificio intelectual y matemático de la física clásica. Tal construcción es tan perfecta y grandiosa que ensombreció la obra de los grandes sabios de la antigüedad, hasta entonces modelos inalcanzables de sabiduría. A partir de aquel momento estos clásicos conservaron su interés literario, histórico, quizá filosófico, pero la ciencia moderna marchó por otros caminos. El reconocimiento que sus contemporáneos brindaron a Newton demuestra la conciencia de estos hechos. Los honores con los que fue enterrado en la abadía de Westminster sólo serían comparables a los que se rendían a los monarcas ingleses. Su epitafio es suficientemente expresivo: "Es un honor para la Humanidad que un hombre así haya existido".
En la obra de Newton encontramos muchos elementos ya introducidos por Galileo. En primer lugar, su descripción de los fenómenos se realizó a través del aparato matemático. En este punto, la ventaja de Newton fue extraordinaria. Es famosa la disputa entre él y Gottfried Leibniz (1646-1716) acerca de la invención del cálculo diferencial. Y ello es lógico, ya que se trató de un avance decisivo para su posterior aplicación en la física. Con la base matemática del cálculo diferencial, la descripción de los fenómenos de la nueva ciencia -la mecánica-, pudo efectuarse de forma exacta y cómoda. Su éxito espectacular en la predicción del movimiento de los astros demostró con creces la validez de este instrumento.
Pero el aparato matemático no era nada para la física sin un conjunto de leyes que lo llenese de contenido físico. Este aspecto lo realizó Newton a través de la formulación de sus famosas tres leyes, que constituyeron la base para una explicación mecánica del movimiento. También podemos encontrar en Galileo las ideas básicas de estas leyes, pero fue Newton quien las formuló de manera precisa. Las leyes de Newton, junto con el cálculo diferencial, dieron lugar a una metodología que sirvió para describir el movimiento de cualquier objeto. "Dadas unas condiciones iniciales de la trayectoria de un objeto y las fuerzas que actúan sobre él, es posible predecir de forma exacta su movimiento". De este modo, las puertas quedaron abiertas a una interpretación mecanicista de la naturaleza.
Hasta la llegada de Albert Einstein (1879-1955), la mecánica construida por Newlon fue el entramado fundamental de la física. Sin embargo, en la dinámica era necesario conocer qué fuerzas son las que actúan sobre los objetos. Era preciso definir las fuerzas que mantienen a los planetas en sus órbitas. Para ello, Newton aprovechó una idea que provenía esencialmente de los trabajos sobre el magnetismo. Para Aristóteles (384-322 a.C.), las fuerzas se ejercían por contacto; y, si éste no se observaba, era porque las partículas del aire empujaban a los objetos. Ya Galileo había advertido que, si el aire hacía algo, era retardar el movimiento, no provocarlo. La idea que recogió Newton fue la de la fuerza a distancia: para los astros -en particular- son las fuerzas de la gravedad las que hacen caer los objetos al suelo, las que se ejercen entre los planetas y el Sol y hacen que aquéllos se mantengan en su órbita.
Quienes difundieron la obra de Newton en los siglos posteriores -sobre todo Voltaire (1694-1778)- llenaron el proceso intelectual de Newton de multitud de anécdotas. Sin embargo, la idea de que la fuerza de gravedad -introducida en una descripción mecánica del movimiento de los planetas- permitiría explicar la trayectoria de éstos alrededor del Sol, estaba en la mente de Newton desde muy temprano, más precisamente desde los 24 años, durante una época de retiro. Pero, errores en los datos de que disponía en aquél momento, le impidieron dar con la solución exacta al problema. La polémica con uno de sus rivales, el matemático inglés Roben Hooke (1635-1702), lo llevó a revisar sus cálculos y demostrar que bastaba con aceptar las leyes de la dinámica y de la gravitación para explicar el movimiento de los planetas y cometas.
El conjunto de las ideas y resultados de Newton sobre la mecánica están contenidos en un libro único en la historia de la ciencia por la cantidad y profundidad de propuestas que ofrece y por la influencia posterior: "Philosophiae naturalis principia mathematica" (Principios matemáticos de la filosofía natural, 1687). Su lectura hizo aparecer razonamientos matemáticos junto con una presentación intuitiva de los problemas.
Así, por ejemplo, se conduce al lector a la montaña más alta de la Tierra. Desde su cumbre se lanza, en dirección paralela a la superficie de la Tierra, una serie de proyectiles con velocidad creciente. Los proyectiles irán cayendo cada vez más lejos; si la velocidad es suficiente, el proyectil llegará a su punto de partida tras dar la vuelta a la Tierra, con lo cual se encontrará como en el momento de su lanzamiento y proseguirá su movimiento alrededor del planeta de forma indefinida: habremos puesto en órbita un satélite.
La teoría de Newton demostraría su veracidad al predecir el movimiento de los astros con precisión. Uno de sus amigos, el astrónomo británico Edmund Halley (1656-1742), consiguió un éxito resonante al predecir el retorno del cometa que lleva su nombre. Hasta entonces se pensaba que los cometas eran fenómenos erráticos.
Desde el punto de vista metodológico, el sistema de Newton se basó en un aparato matemático y en unos principios físicos expresables por este aparato. No había necesidad de introducir elementos filosóficos extraños a estos principios físicos. Desde el punto de vista de la posición del hombre en el universo, las leyes de Newton fueron aplicables a cualquier objeto que se moviese, ya fuera un proyectil o un planeta. Incluso las fuerzas que movían los objetos que caen eran las mismas que ejercían los astros entre sí. No había un mundo de los astros distinto de nuestro mundo terrestre. Tal transformación había sido iniciada por Galileo al dirigir su telescopio hacia el cielo y descubrir que no todo en él es perfecto. Newton introdujo un elemento más: indicó que el método por él propuesto tenía una aplicación universal.Sin embargo, si el trabajo de Newton que más influyó posteriormente en el pensamiento y la ciencia fue el de su mecánica, cabe destacar que en él ocupó una parte relativamente pequeña de su tiempo. Sus primeros trabajos fueron sobre todo matemáticos. En el Trinity College de Cambridge, donde estudió desde los 18 años, Newton elaboró la teoría del cálculo diferencial basándose en los estudios de varios matemáticos anteriores. Este trabajo impresionó a su maestro Isaac Barrow (1630-1677), a quien sucedió en la universidad como profesor de matemáticas y le brindó si primera fama.Se ocupó con posterioridad de problemas de óptica y de dinámica de fluidos. En ambos campos, la contribución de Newton fue notable. Es suya la ley que introdujo el concepto de viscosidad de un líquido. En óptica fue un defensor de la naturaleza corpuscular de la luz. Sacó de ello varias consecuencias, positivas algunas, negativas otras. Así, por ejemplo, interpretó adecuadamente la luz blanca como la suma de luz de diversos colores y también observó que los telescopios construidos con lentes producirían siempre aberraciones en las imágenes. Por ello propuso la construcción de telescopios en los que las lentes fuesen sustituidas por espejos. Este principio ha sido seguido hasta nuestros días en la construcción de los grandes telescopios astronómicos.
Sin embargo, su gran autoridad hizo que no se tuvieran en cuenta teorías alternativas para explicar la naturaleza y las propiedades de la luz. Entre estas teorías se encuentra la teoría ondulatoria, que posee algunos elementos que describen de forma más precisa los fenómenos luminosos. Durante muchos años, la evidencia experimental quedó eclipsada por la autoridad de Newton, para luego terminar aceptándose la teoría ondulatoria. Pero de alguna forma, la moderna mecánica cuántica, con su equivalencia entre onda y partícula, ha venido a confirmar la vieja idea de Newton.La publicación en 1672 de sus ideas sobre la óptica -"Opticks" (Optica)- provocó en la comunidad científica un cierto rechazo y esto produjo en Newton un alejamiento de la actividad pública, que continuó hasta la publicación, en 1687, de su magna obra "Principia mathematica". A partir de entonces recibió numerosos honores y cargos. Fue nombrado Inspector de la Moneda, cargo que ejerció de forma escrupulosa, persiguiendo incansablemente a falsificadores (a los que enviaba a la horca) y propuso por primera vez el uso del oro como patrón monetario. También fue elegido representante en el Parlamento de Londres por la Universidad de Cambridge, aunque al parecer no llegó nunca a participar de forma activa en las tareas parlamentarias.Desde 1703 hasta su muerte fue presidente de la Royal Society, la más activa de las sociedades científicas de su época. Durante este tiempo, y en parte debido a una crisis nerviosa sufrida en 1692, se dedicó al estudio de disciplinas tales como la teología o la alquimia, las cuales no le proporcionaron desde luego una gran fama posterior.
La influencia de Newton en los siglos posteriores fue enorme, quizá excesiva. Para él, su trabajo era una pequeña porción en el avance del conocimiento. Poco antes de su muerte escribió: "Yo no sé cómo apareceré ante el mundo, pero para mí yo me parezco a un muchachito que juega en la orilla del mar y que se divierte ocasionalmente encontrando una piedra más pulida que las otras o una concha más hermosa que las normales; mientras tanto, el gran océano de la verdad queda todo él ante mí desconocido".
Para muchos, la síntesis de Newton era ya la ciencia perfecta; la física no podía dar de sí más que pequeñas perfecciones formales. La aplicación de estos refinamientos de la mecánica newtoniana al movimiento de los planetas llevó al descubrimieto de Neptuno en 1846 por el astrónomo inglés John Adams (1819-1892) y el matemático francés Urbain Le Verrier (1811-1877), y de Plutón en 1930 por el astrónomo estadounidense Clyde Tombaugh (1906-1997). Entre muchos otros descubrimientos, éste confirmó la validez general de la física clásica.
Quedaba en muchos un sentimiento de desencanto: parecía que no faltaba nada por hacer: la física estaba acabada. Tal sentimiento perduró al menos hasta los comienzos del siglo XX. Efectivamente se habían producido avances importantes, sobre todo en campos que no parecían afectar a la base de la mecánica clásica, como en el electromagnetismo o la termodinámica. La base conceptual seguía siendo la misma. Pero ya en estos años, con el avance de la experimentación hacia fenómenos más profundos de la materia, la insuficiencia de la física newtoniana se hizo evidente.
Dos teorías vinieron a reemplazarla. Por una parte, otra gran síntesis física, la propuesta por Albert Einstein, con su teoría de la relatividad. Por otra parte, la mecánica cuántica, desarrollada a partir de las investigaciones de Max Planck (1858-1947), que proponía un replanteamiento total de las bases de la física.
Hasta ese momento, en los años veinte del siglo pasado, el edificio construido por Newton no había hecho más que ir demostrando su validez durante años. Y, desde luego, las modernas teorías no desmienten su validez, sino que engloban a la mecánica clásica acotando su validez en una zona de velocidades y tamaños que son los que se dan en nuestro mundo cotidiano.
En el tiempo de Newton, la ciencia de la observación acababa de ser reconocida. La mecánica de Newton a este nivel de medida de los fenómenos físicos demostró ser la descripción adecuada. Su validez no fue únicamente la de una teoría determinada, sino también la del método en que se basó para la observación de los fenómenos y la formulación de teorías que se desarrollaron mediante un aparato matemático dando lugar a predicciones que podían ser verificables.
Newton demostró su conciencia de este nuevo método en la frase final de los "Principia mathematica": "No he sido capaz de deducir de los fenómenos la razón de las propiedades de la gravitación y yo no invento hipótesis. Ya que cualquier cosa que no se deduzca de los fenómenos debe ser llamada una hipótesis".
Estas hipótesis a las que se refiere Newton corresponden a las teorías que durante siglos habían sustentado las creencias de los pensadores. A partir de él, ya no fue necesario inventar ninguna nueva de estas hipótesis; el método científico quedó bien establecido.
