Первые работы Гамильтона относятся к области оптики и механики. Созданная им в 1824 теория световых лучей позволила предсказать (1832) явление конической рефракции в двуосных кристаллах, подтвержденное экспериментально Х.Ллойдом в опытах с аргонитом. В 18341835 Гамильтон обобщил свою теорию оптических явлений на динамику и систематически развил ее, сведя решение общей задачи динамики к нахождению решений системы двух уравнений в частных производных (канонические уравнения Гамильтона). Оптико-механическая аналогия Гамильтона была на долгое время забыта, и только спустя почти 100 лет использована Э.Шредингером при создании волновой механики.
В 1843 Гамильтон дал обобщенное представление комплексного числа в виде совокупности четырех чисел, t, x, y, z, названной им кватернионом и имеющей вид t+ix+jy+kz. Число t было названо им скалярной частью, а обобщение мнимой части ix+jy+kz векторной. Наиболее известным следствием исчисления кватернионов стало векторное исчисление. Среди трудов Гамильтона Общий метод динамики (General Method in Dynamics, 18341835), Основы теории кватернионов (Elements of Quaternions, 1886). Умер Гамильтон в Дублине 2 сентября 1865.
Стройк Д.Л. Краткий очерк истории математики. М., 1978
Полак Л.С. Уильям Гамильтон. 18051865. М., 1993
Гамильтон У.Р. Избранные труды. М., 1994
Гамильтон У.Р. Оптика. Динамика. Кватернионы. М., 1994