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L’atomisme aux XVIIe et XVIIIe siècles

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Jean Salem

Quatrième partie. Atomisme et science newtonienne Newton, Diderot, Hume

Newton et la foi atomiste

Loup Verlet

Texte intégral

I. Introduction

  • 1 Tel est le titre français de son chef-d’œuvre, traduit par la marquise du Châtelet et paru en 1756 (...)

1Tout d’abord, pourquoi ce titre ? Les professions de foi positivistes de Newton sont universellement connues : on se rappelle avec quelle énergie il a dénoncé les « vaines spéculations » de Descartes, on connaît la célèbre formule Hypotheses non fingo, on sait qu’il prétendait que les “Principes mathématiques de la philosophie naturelle”1 sont tirés de l’expérience par la voie de l’induction. Or l’existence des atomes ne reposait à l’époque sur aucun argument expérimental et demeurait donc une croyance – croyance largement partagée d’ailleurs, comme en témoigne ce colloque, mais qui était loin de l’être unanimement.

2Je montrerai ici que la foi atomiste a été pour Newton un moteur puissant et je dirai comment elle l’a été. Mais je voudrais auparavant rappeler brièvement – et donc à gros traits – en quoi la physique développée dans les Principia a permis de donner un contenu au vieux rêve de Démocrite en le transformant en programme de travail, grâce à une écriture mathématique qui permettait de décrire précisément le mouvement des atomes.

  • 2 Le titre du grand œuvre de Boscovich est parlant en lui-même : Philosophiae naturalis theoria reda (...)

3Pensons en premier lieu à Boscovich qui eut la vision des forces interatomiques qu’il convient de postuler si l’on veut écrire les équations newtoniennes du mouvement d’un ensemble de particules2. Le programme atomiste était dès lors clairement défini à l’intérieur du cadre de la « mécanique rationnelle » héritée de Newton. Ce qui faisait défaut, c’étaient les méthodes et les outils permettant de le mettre en œuvre. Les tentatives faites au tournant du XVIIIe siècle, celle de Laplace notamment, ne débouchèrent pas, alors que les progrès de la mécanique des fluides (fondée par Newton au livre II des Principia) et le développement de la thermodynamique (dont l’essor est lié à celui des machines à vapeur) remettaient à l’ordre du jour l’idée d’une description continuiste de la matière.

  • 3 Voir à ce sujet l’excellent article de J. Lebowitz : “Boltzmann’s Entropy and Time’s arrow”, Physi (...)
  • 4 Boltzmann (L.), Voyage d’un professeur allemand en Eldorado et autres écrits scientifiques, Actes (...)
  • 5 Cité in Broda (E.), Ludwig Boltzmann, Vienne, Franz Deuticke, 1955, p. 84.
  • 6 Ibid.

4Malgré tout il demeurait, en Angleterre notamment, d’actifs partisans de l’atomisme. Mais les très notables avancées de Clausius et de Maxwell, vers le milieu du XIXe siècle, allaient buter sur le double obstacle que devait surmonter Ludwig Boltzmann. Obstacle théorique d’abord : comment comprendre les transformations irréversibles que la thermodynamique avait mises en évidence dans le cadre d’un atomisme fondé sur les équations newtoniennes qui, elles, restaient strictement réversibles ? La solution à laquelle Boltzmann parvint, révolutionnaire puisqu’elle transgresse de façon certaine quoique très limitée la séparation du sujet de la science et de son objet, est aujourd’hui admise par la grande majorité des physiciens3. L’inébranlable foi atomiste du physicien viennois se heurtait à un autre obstacle, idéologique celui-là : le positivisme (qui ne se privait pas de se réclamer de Newton) combattait violemment l’atomisme qui prétendait fonder la physique sur des entités inobservables. Affaire de croyance, de part et d’autre. Se comparant à Galilée persécuté pour ses convictions scientifiques, Boltzmann s’écrie : « Je crois pouvoir dire des molécules : et pourtant elles se meuvent ! »4. Tandis que Mach, son vieil adversaire, lui réplique : « Dites-moi, vous en avez vu une ? »5. Mais, à la fin de sa vie, alors que surgissent et s’accumulent les arguments expérimentaux en faveur de l’atomisme, Mach change de camp : « Maintenant, déclare-t-il, je crois à l’existence des atomes »6. A quoi il convient d’ajouter que, en même temps que se fit la preuve irréfutable de la réalité des atomes, il apparut que leur description était impossible si l’on restait à l’intérieur du cadre de la physique newtonienne et qu’elle requerrait le développement d’un cadre théorique entièrement nouveau : ce fut la mécanique quantique.

  • 7 A l’exception des fluides composés d’atomes très légers ; c’est le cas de l’hélium, dont le compor (...)
  • 8 Newton (I.), Principia, op. cit., p. 38.

5Mais il se trouve que, dans le cas déià envisagé par Newton et étudié en détail par Boltzmann, celui des liquides et des gaz, la mécanique quantique et la mécanique classique se combinent harmonieusement. La première permet de comprendre et de calculer de mieux en mieux la force de l’interaction entre atomes ; pendant que la seconde règle en général, de façon précise, le mouvement de ces atomes7. L’amélioration des moyens de calcul a permis d’envisager la simulation numérique, par ordinateur, du mouvement de milliers d’atomes ou de molécules en interaction. Réservées d’abord aux liquides simples, ces simulations concernent aujourd’hui des liquides très complexes et sont couramment utilisées dans la recherche industrielle, par exemple, pour mettre au point de nouveaux médicaments. Il est remarquable que l’on utilise le plus souvent un algorithme de simulation qui transcrit sans équivoque et généralise ‘trivialement’ le procédé décrit et utilisé par Newton dans le théorème I du livre I des Principia8. La boucle est ainsi élégamment bouclée.

2. Un parcours dans l’ordre de la raison

  • 9 Mcguire (J. E.) et Tamny (M.), Certain Philosophical Questions : Newton’s Trinity Notebook, Cambri (...)

6La première rencontre de Newton avec l’atomisme eut lieu alors qu’il était encore étudiant au Trinity College de Cambridge. Elle est attestée par deux notes intitulées of attomes figurant dans un cahier retrouvé parmi ses manuscrits9. Comme le montrent McGuire et Tamny dans leur introduction à leur édition de ce cahier, les deux notes sur l’atomisme ont été suscitées par des lectures : celle des Anciens d’abord, Epicure notamment, cités par Sextus Empiricus et Diogène Laerce que Newton avait sous la main ; celle des contemporains ensuite, Henry More, dont le traité sur l’immortalité de l’âme venait de paraître, et surtout Charleton dont il avait lu avec grand soin le Physiologia de 1654. Mon propos n’est pas ici d’analyser ces notes de jeunesse, mais d’en indiquer l’esprit. Il est piquant de constater que Newton est entré dans l’atomisme par la voie de la spéculation mathématicienne. Sans doute fut-ce pour lui l’occasion d’aborder le problème des “indivisibles” et de se préparer aux progrès décisifs qu’il allait imprimer au calcul infinitésimal. Les « particules de temps », qui désignent dans les Principia les intervalles de temps infinitésimaux, témoignent de ce premier abord de l’atomisme.

  • 10 The Correspondance of Isaac Newton (éd. par H. R. Turnbull, J. F. Scott, A. R. Hall et L. Tilling) (...)
  • 11 Dans La Malle de Newton (Paris, Gallimard, 1993), j’ai analysé la longue controverse qui opposa Ne (...)
  • 12 Le mouvement d’un corpuscule lumineux est traité au premier livre des Principia : cf. Eisenstaedt (...)

7S’il faut chercher dans l’activité physicienne de Newton ce qui a pu donner corps à sa croyance en l’atomisme, le choix le plus indiqué me semble être les célèbres expériences sur la réfraction de la lumière et le « phénomène des couleurs ». On relira dans cet esprit l’admirable communication à la Royal Society, datée du 6 février 1672, où, avec une vivacité de ton qu’il ne retrouvera plus par la suite, le jeune savant amène à faire saisir, derrière la réalité sensible, un au-delà des apparences que seules les mesures quantitatives, susceptibles d’entrer dans une formulation mathématique, permettront d’atteindre10. Ayant comme but explicite de rendre la « science [des couleurs] aussi mathématique que le reste de l’optique », il s’attache à mesurer des angles de réfraction plutôt qu’à apprécier des couleurs, et il tient à caractériser par leur « degré de réfrangibilité » plutôt que par leur couleur les rayons de lumière qui sont réfractés. La lumière du soleil doit donc être vue comme un mélange d’entités qui, une fois séparées, sont indécomposables à la manière des atomes et sont caractérisées par un nombre qui ne change pas au cours de transformations ultérieures. Mais il y a plus. La couleur des corps ne peut en aucun cas être considérée, comme on le faisait jusque-là, comme une propriété intrinsèque des corps : « on peut faire en sorte, écrit-il, que n’importe quel corps apparaisse avoir n’importe quelle couleur », puisqu’il suffit pour cela de l’éclairer avec un rai de lumière parfaitement décomposée correspondant à cette couleur11. A partir de là, Newton s’est persuadé de la nature corpusculaire de la lumière, qu’il eut quelque mal à défendre contre Hooke et Huygens, tenants de la théorie ondulatoire. Il optait de la sorte pour une forme d’atomisme particulièrement radical, puisqu’il incluait la lumière aussi bien que la matière12.

8La mécanique que Newton développe dans les Principia s’applique de la même façon, que la matière soit divisible à l’infini ou que, en définitive, elle soit composée d’atomes. Et pourtant, dans la courte préface destinée à la première édition de son chef d’œuvre, Newton montre clairement où va sa préférence. Après avoir étudié le mouvement des corps soumis à la force de la gravitation, il conclut par cette affirmation programmatique :

  • 13 J’ai cité la conclusion de la préface de Newton à l’édition de 1687 en utilisant la traduction de (...)

« Il serait à désirer que les autres Phénomènes que nous présente la nature puissent se dériver aussi heureusement des principes méchaniques ; car plusieurs raisons me portent à soupçonner qu’ils dépendent tous de quelques forces dont les causes sont inconnues, et par lesquelles les particules des corps sont poussées les unes vers les autres et s’unissent en figures régulières, ou sont repoussées et se fuyent mutuellement ; et c’est l’ignorance où l’on a été jusques ici de ces forces, qui a empêché les Philosophes de tenter l’explication de la nature avec succès. J’espère que les principes que j’ai posés dans cet ouvrage pourront être de quelque utilité à cette manière de philosopher, ou à quelque autre plus véritable, si je n’ai pas touché au but »13.

  • 14 Newton (I.), Principia, op. cit., vol. 2, p. 386.

9La mécanique rationnelle que Newton met en place dans le livre I des Principia constitue, ainsi qu’il l’affirme au début du livre III, le « cadre du système du monde »14. Elle aboutit à une description qui a pour vocation d’englober l’ensemble de l’univers. Cette description est l’objet d’une “monstration” schématique dans la figure qui accompagne le théorème I du livre I. Cette figure, construite grâce à l’algorithme décrit dans le texte, permet de saisir le mouvement d’un corps soumis à une force donnée. Une célèbre citation de Laplace en est comme un commentaire précisant la logique fondamentale de la construction newtonienne, qui met en rapport la totalité de l’univers avec les atomes qui en sont les constituants élémentaires.

  • 15 Laplace (P.-S.), Essai philosophique sur les probabilités, Paris, Christian Bourgois, 1986, p. 32.

« Nous devons imaginer l’état présent de l’univers comme l’effet de son état passé et comme la cause de ce qui va suivre. Une intelligence qui, pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la nature est animée et la situation respective des êtres qui la composent, si d’ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données a l’analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l’univers et ceux du plus léger atome ; rien ne serait incertain pour elle, et l’avenir comme le passé serait présent à ses yeux »15.

3. Intermède : les fondements paradoxaux de l’ordre newtonien

101°/ Newton, nous l’avons vu, considère que sa théorie forme le « cadre du système du monde ». Elle constitue ainsi le prototype des “théories-cadres” qui sont l’enveloppe extérieure d’une physique considérée comme autonome vis-à-vis des autres sciences de la nature. Elle ne se réclame que de l’expérience et, dans la mesure où elle se veut mathématique, elle repose sur des principes mathématiques. Ces principes – définitions et axiomes – seront articulés dans un formalisme rigoureusement développé qui aboutira à des lois. Ces lois, reliant des observables, devront être confrontées à l’expérience. En cas de désaccord avéré, la théorie devra (en principe) être rejetée ou englobée dans une théorie-cadre plus générale qui l’accepte comme cas-limite. C’est ainsi que les deux théories-cadres de notre siècle – la théorie de la relativité générale et la mécanique quantique – englobent chacune la théorie newtonienne tout en étant mutuellement incompatibles.

112°/ La théorie-cadre élaborée voile et révèle à la fois le “paradoxe cosmologique” auquel se heurte le physicien quand il cherche à décrire globalement le monde dans lequel il est pris. Une représentation cohérente de l’univers suppose une position d’extériorité (on pourra parler du “site de Dieu”) alors que nous sommes irrémédiablement plongés dans ce monde-ci avec notre corps, notre perception et les appareils qui la prolongent, notre langage commun et le langage mathématique qui vient s’y greffer.

123°/ Le paradoxe cosmologique ne peut être résolu. En principe, il ne peut y avoir de théorie qui parvienne, de façon certaine, à éliminer la possibilité d’un écart entre la représentation théorique du monde physique et les données expérimentales provenant du monde représenté. Cet écart, que l’on sait être minime et que l’on vise toujours à réduire, témoigne du noyau de « fiction » (le terme est dû à Einstein) qui est enkysté dans les principes fondateurs. A quoi, avec Einstein, il faut immédiatement ajouter que si les principes ne sont pas simplement induits a partir de l’expérience comme le voulait Newton, ils sont très fortement contraints par l’ensemble des données dont il faut rendre compte, à tel point qu’il est hautement vraisemblable que Newton n’avait pas d’autre choix que celui qu’il a fait.

  • 16 Voir l’introduction des Principia. La question est discutée en détail in : Verlet (L.), ‘“F = MA’ (...)

134°/ Leibniz avait bien perçu que la force d’attraction gravitationnelle postulée par Newton recélait une profonde contradiction. Cette force, qui était nécessaire pour clore le système d’axiomes introduit par Newton, constituait « une absurdité ou un miracle ». Une absurdité si la force était inhérente aux corps – car comment des corps éloignés l’un de l’autre pourraient-ils comuniquer entre eux à travers le vide ? Ou bien un miracle requérant une intervention divine – et convient-il de faire entrer une telle explication dans l’explication des choses naturelles ? A quoi Newton répondait, pour ce qui est de l’absurdité, que sa force n’était pas inhérente au corps, mais leur était « imprimée »16. Et, pour ce qui est du miracle, il voyait bien, derrière chaque événement du monde, la manifestation de toute-puissance du Dieu d’Augustin et de Calvin qui y est activement présent « partout et toujours » ; mais il doutait qu’on pût parler de miracle lorsque l’action de Dieu s’exprime selon des lois régulières qui se formulent mathématiquement.

145°/ La « force imprimée » qui, s’exerçant sur chaque particule de matière, vient animer le système du monde est un objet aporétique et composite qui joint trois entités et trois registres hétérogènes : la théorie dans laquelle il figure comme objet mathématique ; la réalité physique dans laquelle il est supposé être un objet qui « existe réellement » ; l’esprit du créateur dans lequel il est né en tant qu’objet fictif. C’est pourquoi je parle d’« objet-chimère » pour désigner un tel objet paradoxal qui permet de révéler et de surmonter le paradoxe cosmologique.

4. Ordre et chaos : une question de vie ou de mort

  • 17 Newton (I.), Opticks [1704], 3e éd., Londres, 1721, p. 376. J’ai un peu modifié la traduction de M (...)

« Il semble bien que c’est au moyen de ces principes que la matière a été faite, lors de la création, de particules dures, solides, et diversement combinées par la volonté d’un Être intelligent : car c’est à celui qui créa ces particules, qu’il appartient de les mettre en ordre. S’il l’a fait, ce n’est pas se montrer philosophe que de chercher une autre origine au monde, ou de prétendre que les simples lois de la Nature ont pu le tirer du chaos ; quoiqu’une fois créé, il puisse s’entretenir pendant des siècles par le cours de ces lois.
Tandis que les comètes se meuvent en tout sens dans des orbes très excentriques, comment un destin aveugle ferait-il mouvoir toutes les planètes en un même sens, à quelques petites irrégularités près, qui peuvent provenir de l’action réciproque des comètes et des planètes et qui sont susceptibles de croître jusqu’au moment où le système a besoin d’une réforme ? Une uniformité si merveilleuse dans le système planétaire doit être regardée comme le résultat d’un Dessein »17.

  • 18 Descartes (R.), Œuvres (éd. Adam et Tannery), Paris, Vrin, 1964-1974, vol. IX/2, p. 123.

15Dans ce substantiel extrait de la fameuse question 31 de l’Optique, tout entière centrée sur l’atomisme, le chaos est explicitement mentionné. Il surgit par le biais d’une allusion sarcastique à cet adversaire toujours présent mais rarement nommé : Descartes qui, dans ses Principia philosophiae, se targuait de faire immanquablement surgir un monde ordonné à partir d’un chaos primordial fictif par l’opération des lois physiques issues de son esprit18. Newton ne pouvait que prendre le contrepied de cette prétention. Quelle que fût son insistance à affirmer que les desseins de Dieu restaient impénétrables, « la volonté d’un Être intelligent » ne pouvait manquer d’avoir pour fruit une création hautement ordonnée.

16Newton était lui-même un homme d’ordre, d’un ordre poussé à l’extrême et s’étendant à tous les domaines de la vie. Il est donc quelque peu déconcertant de voir le désordre s’insinuer dans son univers si bien rangé. Le désordre apparaît d’abord très discrètement, sous la forme de « petites irrégularités », mais ces perturbations sont « susceptibles de croître » et de créer un tel chaos que « le système a besoin d’une réforme ». L’irruption du désordre est finalement neutralisée par la réaffirmation de l’« uniformité si merveilleuse dans le système solaire », laquelle est rapportée au « Dessein » de Celui qui est désigné plus loin comme « un Être uniforme ».

  • 19 Baillon (J.-F.), Newtonianisme et Idéologie dans l’Angleterre des Lumières, Thèse, Université Pari (...)

17Le surgissement des thèmes associés du désordre et de la réforme n’est pas inhabituel dans les écrits de Newton. Il ne peut être écarté, même s’il semble brouiller l’image communément admise d’une pensée et d’un caractère uniformes. Jean-François Baillon a mis en évidence, dans les écrits religieux de Newton, le retour répété de ce qu’il nomme « une structure lapsarienne » ; et il ajoute que cette structure se retrouve, identique à elle-même, répétée à la façon des objets fractals à tous les niveaux, de l’individuel au global19. Partant de la chute d’Adam qui appelle la Rédemption, Newton en vient au développement de l’idolâtrie chez le peuple juif à laquelle s’oppose la prédication des Prophètes, à l’apparition de multiples hérésies au sein du christianisme primitif contre lesquelles s’élèvent les Pères de l’Église ; à la corruption papiste du Christianisme conduisant à la Réforme : un processus sans fin qui risque de provoquer la fin de la civilisation et même la disparition de toute vie sur la terre – ce qui appellerait une recréation périodique à laquelle Newton fait parfois allusion.

  • 20 Dans une lettre à Richard Bentley, du 10 décembre 1692, The Correspondance of Isaac Newton, op. ci (...)
  • 21 Newton (I.), Manuscrit Sotheby 255, éd. par J.-F. Baillon [communication privée].
  • 22 Ibid.
  • 23 Newton (I.), Optique, op. cit., question 31, p. 343.

18La « structure lapsarienne » se retrouve dans les questions que Newton se pose à propos du monde physique, et elle se répète sur le mode fractal. Partons de l’univers pris globalement : Newton prévoit son effondrement gravitationnel à moins qu’une intervention divine ne le prévienne20. Il constate ensuite que « de nouvelles étoiles apparaissent et des vieilles disparaissent »21. Il considère, comme nous l’avons déjà vu, que « les orbes des planètes < et des comètes > sont instables »22. Les composants élémentaires de la matière seront-ils épargnés ? Il lui vient à l’esprit que les « particules dures et solides » qui composent la matière primordiale pourraient « s’user ou se briser », auquel cas « l’essence des choses, qui dépend de la nature primitive de ces particules, changerait infailliblement »23.

  • 24 Trinity Notebook, loc. cit., p. 374.

19De peur qu’on ne voie dans ces sombres spéculations, l’expression des fantasmes d’un vieil homme à l’approche de la mort, je cite un remarquable extrait du manuscrit de jeunesse mentionné plus haut. Sous la rubrique De la terre, Newton écrit : « Sa conflagration attestée par 2 Pierre, ch. 3, vs. 6, 7, 10, 11, 12. [...] La succession des mondes, probable selon 2 Pierre, 3, 13. […] Ap. 21, 1. Is. 65, 17. Is. 66, 22 »24. L’avalanche des références scripturales annonce l’érudition déployée dans les manuscrits théologiques plus tardifs. La fréquente distorsion des textes cités est évidente dans le cas présent : ces textes, tirés de leur contexte, sont détournés en faveur d’une cosmogonie cyclique étrangère aux traditions juive et chrétienne.

  • 25 D’où les remarques sarcastiques de Leibniz : Leibniz-Clarke, Correspondance (éd. A. Robinet), Pari (...)

20Une telle prolifération du motif lapsarien originel – la faute d’Adam et la Rédemption par le Christ – ont ainsi conduit Newton à se fabriquer une “hérésie” très particulière et évidemment modelée à sa guise. Or ses recherches “philosophiques”, passionnément poursuivies, et nombre d’affirmations, tant privées que publiques, montrent à quel point il adhérait à l’enseignement de Calvin, qui, après Augustin, soulignait avec une grande insistance que le monde qui nous entoure, non touché par la faute d’Adam, reflète la souveraineté et l’intelligence de Dieu. L’irruption du désordre et du chaos dans la pensée de Newton apparaît alors comme une contradiction dérangeante. Le monde dont le Dieu de Newton est le créateur est si ordonné qu’il est comme figé dans une uniformité qui ne laisse aucune place à la diversité. Il doit donc être animé par des forces qui, Newton y insiste souvent, ne peuvent avoir une origine mécanique et doivent être « imprimées » par le « bras de Dieu ». De là s’ensuit un désordre inévitablement croissant, qui conduit, malgré la présence active de Dieu dans le monde, à la faillite du système du monde que le Créateur doit périodiquement réparer25.

21On l’a souvent remarqué : le Dieu de Newton a deux faces. Elles sont toutes deux évoquées dans ce qui précède, mais elles se présentent dotées de caractéristiques inattendues. La face officielle, si l’on peut dire, celle du Dieu d’ordre, apparaît en premier lieu comme raidie par la mort, mais elle est ensuite celle d’un parent attentionné qui prévient le désastre et répare la destruction. L’autre face, celle du Dieu vivant, ne peut être contemplée directement. Elle se laisse deviner à travers l’animation due aux forces imprimées, mais le surgissement de la vie et de la diversité est implacablement associé à un chaos menaçant et à des instabilités redoutables.

5. En manière de conclusion

22L’apparition répétitive de la « structure lapsarienne » fait brèche dans l’ordre si caractéristique du monde newtonien au point qu’elle compromet l’intelligibilité qui le fonde. Il est vrai que cette contradiction n’atteint pas le corps de l’œuvre. Elle reste scellée dans les principes qui en assurent le développement. Elle éclate dans les manuscrits que Newton a gardés par devers lui, enclos dans la malle où il conservait ses manuscrits théologiques et alchimiques. Elle se laisse deviner, nous l’avons vu, dans les “questions” de l’Optique. Comment l’expliquer ?

23L’une des découvertes les plus surprenantes de Freud concerne le type de répétitions “incompréhensibles” dont j’ai parlé ici. Cette nouveauté surprenante est devenue lieu commun. Par expérience ou par ouï-dire, nous savons tous que beaucoup d’hommes et de femmes se voient contraints de répéter, comme des automates, des conduites déplaisantes sans savoir pourquoi : des personnes qui dans un lointain passé ont assisté, horrifiées et impuissantes, aux relations destructrices de leurs parents n’ont de cesse de s’engager à leur tour dans de telles relations ; des enfants de femmes battues “choisissent” régulièrement des partenaires sexuels qui les maltraitent ; la trace d’événements vécus comme catastrophiques lors de leur prime enfance reste inscrite dans la psychè où elle reste obstinément active ; mais résultant d’une effraction dans le psychisme, elle semble rester à l’écart du réseau des représentations et échappe, de ce fait, au travail incessant qui reprend et modifie nos souvenirs ; elle s’exprime alors directement en reproduisant les traits caractéristiques d’une catastrophe qui se produisit “réellement” dans le passé, mais demeure impensable.

24Revenant à Newton, je mettrai en relation les diverses catastrophes qui, dans ses écrits, provoquent la fin du monde et de la vie terrestre avec les catastrophes qu’il rencontra au début de sa vie. Quand il naquit prématurément le jour de Noël 1642, sa mère venait de perdre le mari qu’elle avait épousé quelques mois plus tôt après des années d’attente. Endeuillée, angoissée par son avenir de femme seule, désormais unique responsable de la ferme familiale, elle n’a vraisemblablement pas pu s’occuper de son fils sans lui transmettre, énigmatique, la peine qui l’affectait. Winnicott, dont on connaît la vaste expérience de la relation mère-enfant, décrit des bébés nés de mères dépressives qui, plongés dans un environnement maternel chaotique et imprévisible, réagissent en développant une forme très précoce d’intelligence prédictive : comme si, pour être en mesure de faire face au chaos et d’anticiper un désastre imprévisible, ils cherchaient à lire sur le visage de leur mère les signes variables de son humeur et à donner à ces messages provenant du monde un semblant d’ordre et de stabilité. Un autre désastre devait frapper le jeune Isaac. Autour de l’âge de trois ans, il fut abandonné par sa mère qui épousa le Révérend Smith dont elle eut trois enfants. Il put alors vivre la fin du monde, conclure de la trahison de sa mère que tout investissement affectif devait être évité, et limiter ses recherches au monde inanimé des choses et des textes.

25L’interprétation très schématique que je viens de donner permet d’attribuer aux difficultés que Newton connut au début de sa vie son impossibilité d’aimer, ses haines tenaces, son caractère soupçonneux et rancunier. Elle ne prétend évidemment pas “expliquer” son génie, mais seulement éclairer la façon dont il s’est manifesté. « Pour être philosophe, écrit Wittgenstein, il vous faut descendre jusqu’au chaos primordial et vous y sentir chez vous ». Mais personne ne descend aux Enfers sans y être forcé. Newton dut être forcé de se battre avec le chaos. Avec le chaos comme ennemi, en inventant les moyens de mettre de l’ordre là où régnait la confusion. Mais aussi avec le chaos comme allié, pour saper les préjugés, repousser les conclusions hâtives, ouvrir de nouveaux horizons, infuser vie et animation dans un monde mécanique dominé par l’inertie et la conservation.

26L’obsession de l’ordre chez Newton, nous en voyons les effets dans ses écrits théologiques. S’il est invinciblement attiré par la parole brûlante des Prophètes et par les révélations fulgurantes de l’Apocalypse, il en réduit le mystère par un décodage univoque et n’en tire que l’annonce banale de catastrophes passées et à venir. Et lorsqu’il édifie la construction splendide des Principia autour de la force d’attraction qui vient animer l’univers, c’est pour inscrire cette force « imprimée » dans un formalisme rigoureux qui réalise concrètement le rêve mécaniste de Descartes. En revanche, les investigations “chymiques” que Newton poursuivit avec assiduité font exception à sa puissante propension à la mise en ordre. Je vais montrer que l’atome est l’agent qui, traversant la frontière dressée entre l’objet et le sujet, permet de relier ce qui apparaît comme irréductiblement séparé.

  • 26 Dans un projet de note pour la deuxième édition des Principia, cité par J. E. McGuire et P. M. Rat (...)

27Ramassons d’abord des évidences. L’atome est le lieu d’application de la « force imprimée » sur laquelle reposent les Principia. Au-delà de cette force, objet-chimère impensable, se devine la présence divine que recherche autrement Newton dans ses investigations théologiques. En deçà, l’imagination se fixe sur des particules élémentaires, certes inobservables pour le moment, mais qui apparaissent facilement à l’esprit comme éléments concrets de la réalité. Π n’est certainement pas faux d’avancer que les recherches (al)chimiques de Newton tentaient de saisir le mouvement des atomes et d’en déduire les forces à courte portée qui réglaient ce mouvement. Π faut cependant noter que, tant que ces forces n’étaient pas incorporées dans le formalisme mathématique des Principia, Newton restait libre de partager les préjugés vitalistes de son époque, comme le montre le vocabulaire utilisé dans les “questions” de l’Optique : « fermentation », « putréfaction », « métamorphoses », « transmutations ». Il faut surtout ne pas oublier que Newton était persuadé que la tradition alchimiste véhiculait des vérités secrètes, contenues de façon déguisée dans les textes qu’il avait en sa possession et que l’observation attentive des phénomènes chimiques lui permettrait de découvrir. Il évoque l’aspect exotérique de cette tradition, lorsque, à la question 29 de l’Optique, il se réfère aux « plus célèbres des philosophes de la Grèce et de la Phénicie, qui établissent, pour la base de leur doctrine, le vide, les atomes, et la pesanteur de ces atomes ». L’aspect ésotérique de la tradition est précisé dans un texte qui, lui, n’a pas été publié de son vivant : « Je pense, écrit-il, que la même opinion était soutenue par la philosophie mystique venue aux Grecs à travers l’Égypte et la Phénicie, puisque les atomes se trouvent souvent désignés par les mystiques sous le terme de monades »26. L’atomisme se trouvait ainsi alimenter la croyance de Newton dans la Prisca Sapientia, ce savoir secret des Anciens qui se retrouve dans l’alchimie.

  • 27 Westfall (R.), Never at Rest : A Biography of Isaac Newton, Cambridge University Press, 1980, p. 2 (...)
  • 28 Teeter Dobbs (B. J.), Les Fondements de l’alchimie de Newton, Éditions de la Maisnie, 1981, p. 32.

28Face au problème de fond que pose l’alchimie de Newton, on serait tenté de couper court en rappelant que, d’une certaine manière, ce dernier l’a résolu lui-même en ne publiant pas des recherches que la science héritière des Principia conduit à qualifier, c’est selon, d’infructueuses ou d’incompréhensibles. Ce serait négliger que Newton était un être humain, et non une pure machine à produire des théorèmes et des expériences. Il avait besoin de prendre contact avec les forces vitales qui animaient sa recherche scientifique, mais ne pouvaient s’y exprimer. Or il n’avait ni les ressources qu’offrent les relations sexuelles, l’amour et l’amitié, ni celles de l’activité artistique qui lui était étrangère. Avec l’alchimie, il assiste au « coït des éléments », il se consacre à l’étude « de la copulation de Mars et de Vénus, et des rets de Vulcain »27. Et nous savons que, au moment même où il est lancé dans l’élaboration des Principia, il continue à passer six semaines chaque printemps et chaque automne devant ses fourneaux : « il y employait tout son temps, avec beaucoup de satisfaction et de plaisir », raconte longtemps après celui qui fut son assistant28. Ce plaisir, je laisse à titre de conclusion Newton l’exprimer lui-même :

  • 29 Ibid., p. 297.

« A la septième fois, vous avez un mercure dissolvant tous les métaux, en particulier l’or. Je sais sur quoi j’écris, car j’ai dans le feu un certain nombre de verres avec de l’or et ce mercure. Ils croissent dans ces verres sous la forme d’un arbre, et à la faveur d’une circulation constante, les arbres se dissolvent de nouveau avec la fermentation pour donner un nouveau mercure. J’ai un récipient de ce type dans le feu avec de l’or ainsi dissout, où l’or visiblement n’a pas été dissout par un agent corrosif en atomes, mais intrinsèquement et extrinsèquement en un mercure aussi vivant et mobile que n’importe quel mercure que l’on peut trouver dans le monde. Car il fait en sorte que l’or commence à gonfler, à être gonflé et à entrer en putréfaction et à pousser des bourgeons et des branches, en changeant de couleurs chaque jour, dont les manifestations me fascinent quotidiennement. Je reconnais que c’est là un grand secret en Alchimie »29.

Notes

1 Tel est le titre français de son chef-d’œuvre, traduit par la marquise du Châtelet et paru en 1756. Je me référerai ici en général à l’édition critique de la troisième édition des Principia (1726), éditée juste avant la mort de Newton (la première édition a été publiée à Londres en 1687) : Newton (I.), Philosophiœ Naturalis Principia Mathematica (2 vol.), Harvard University Press, 1972.

2 Le titre du grand œuvre de Boscovich est parlant en lui-même : Philosophiae naturalis theoria redacta ad unicam legem virium in natura existentium.

3 Voir à ce sujet l’excellent article de J. Lebowitz : “Boltzmann’s Entropy and Time’s arrow”, Physics today, sept. 1993, p. 32. — Pour le point de vue opposé, on lira avec intérêt le livre de Bernard Diu : Les atomes existent-ils vraiment ?, Paris, Odile Jacob, 1997, p. 291 sq.

4 Boltzmann (L.), Voyage d’un professeur allemand en Eldorado et autres écrits scientifiques, Actes Sud, 1987, p. 136.

5 Cité in Broda (E.), Ludwig Boltzmann, Vienne, Franz Deuticke, 1955, p. 84.

6 Ibid.

7 A l’exception des fluides composés d’atomes très légers ; c’est le cas de l’hélium, dont le comportement très étrange à basses températures ne peut être compris que grâce à la mécanique quantique.

8 Newton (I.), Principia, op. cit., p. 38.

9 Mcguire (J. E.) et Tamny (M.), Certain Philosophical Questions : Newton’s Trinity Notebook, Cambridge University Press, 1983, p. 340 et 420.

10 The Correspondance of Isaac Newton (éd. par H. R. Turnbull, J. F. Scott, A. R. Hall et L. Tilling), Cambridge, 1967-1991, 7 vol. ; cit. : vol. I, p. 92-107.

11 Dans La Malle de Newton (Paris, Gallimard, 1993), j’ai analysé la longue controverse qui opposa Newton à trois pères jésuites successivement mandatés par leur ordre en supposant que l’enjeu caché du débat était la question eucharistique que faisait surgir la mise en cause de la blancheur intrinsèque de l’ostie.

12 Le mouvement d’un corpuscule lumineux est traité au premier livre des Principia : cf. Eisenstaedt (J.), “L’Optique balistique newtonienne à l’épreuve des satellites de Jupiter”, Archive for History of Exact Science, vol. 50, 1996, p. 117-156.

13 J’ai cité la conclusion de la préface de Newton à l’édition de 1687 en utilisant la traduction de la Marquise du Châtelet (op. cit. ci-dessus : t. I, p. XVI).

14 Newton (I.), Principia, op. cit., vol. 2, p. 386.

15 Laplace (P.-S.), Essai philosophique sur les probabilités, Paris, Christian Bourgois, 1986, p. 32.

16 Voir l’introduction des Principia. La question est discutée en détail in : Verlet (L.), ‘“F = MA’ and the Newtonian revolution : an exit front religion through religion”, History of Science, XXIV, p. 303-346. On trouvera dans cet article les citations et références permettant de justifier mes assertions concernant la position de Newton.

17 Newton (I.), Opticks [1704], 3e éd., Londres, 1721, p. 376. J’ai un peu modifié la traduction de Marat pour être plus près du texte original : Newton (L), Optique, Christian Bourgois, 1989.

18 Descartes (R.), Œuvres (éd. Adam et Tannery), Paris, Vrin, 1964-1974, vol. IX/2, p. 123.

19 Baillon (J.-F.), Newtonianisme et Idéologie dans l’Angleterre des Lumières, Thèse, Université Paris IV-Sorbonne, 1995, p. 388.

20 Dans une lettre à Richard Bentley, du 10 décembre 1692, The Correspondance of Isaac Newton, op. cit., vol. III, p. 233.

21 Newton (I.), Manuscrit Sotheby 255, éd. par J.-F. Baillon [communication privée].

22 Ibid.

23 Newton (I.), Optique, op. cit., question 31, p. 343.

24 Trinity Notebook, loc. cit., p. 374.

25 D’où les remarques sarcastiques de Leibniz : Leibniz-Clarke, Correspondance (éd. A. Robinet), Paris, Vrin, 1943, p. 23.

26 Dans un projet de note pour la deuxième édition des Principia, cité par J. E. McGuire et P. M. Rattansi in : “Newton and the ‘pipes of Pan’”, Notes and Records of the Royal Society, XXI, 1966, p. 108-143.

27 Westfall (R.), Never at Rest : A Biography of Isaac Newton, Cambridge University Press, 1980, p. 296.

28 Teeter Dobbs (B. J.), Les Fondements de l’alchimie de Newton, Éditions de la Maisnie, 1981, p. 32.

29 Ibid., p. 297.

Auteur

Laboratoire de Physique théorique et hautes énergies, Bat. 211, Université Paris XI, 91400 – Orsay

© Éditions de la Sorbonne, 1999

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