Histoire de l’attraction

Je n’entrerai point ici dans une explication mathématique de ce qu’on appelle l’attraction, ou la gravitation : je me borne à l’histoire de cette nouvelle propriété de la matière, devinée longtemps avant Newton, et démontrée par lui ; c’est donner en quelque sorte l’histoire d’une création nouvelle.

Copernic, ce Christophe Colomb de l’astronomie, avait à peine appris aux hommes le véritable ordre de l’univers, si longtemps défiguré ; il avait à peine fait voir que la terre tourne, et sur elle-même et dans un espace immense, lorsque tous les docteurs firent à peu près les mêmes objections que leurs devanciers avaient faites contre les antipodes. Saint Augustin, en niant ces antipodes, avait dit « Eh quoi ! ils auraient donc la tête en bas, et ils tomberaient dans le ciel ». Les docteurs disaient à Copernic : « Si la terre tournait sur elle-même, toutes ses parties se détacheraient et tomberaient dans le ciel ». Il est certain que la terre tourne, répondit Copernic, et que ses parties ne s’envolent pas ; il faut donc qu’une puissance les dirige toutes vers le centre de la terre ; et probablement, dit-il, cette propriété existe dans tous les globes, dans le soleil, dans la lune, dans les étoiles ; c’est un attribut donné à la matière par la divine Providence. C’est ainsi qu’il s’explique dans son premier livre Des Révolutions célestes, sans avoir osé ni peut-être pu aller plus loin.

Kepler, qui suivit Copernic et qui perfectionna l’admirable découverte du vrai système du monde, approcha un peu du système de la pesanteur universelle. On voit, dans son traité de l’étoile de Mars, des veines encore mal formées de cette mine dont Newton a tiré son or. Kepler admet non seulement une tendance de tous les corps terrestres au centre, mais aussi des astres les uns vers les autres. Il ose entrevoir et dire que si la terre et la lune n’étaient pas retenues dans leurs orbites, elles s’approcheraient l’une de l’autre, elles s’uniraient. Cette vérité étonnante était obscurcie chez lui de tant de nuages et de tant d’erreurs qu’on a dit qu’il l’avait devinée par instinct.

Cependant le grand Galilée, partant d’un principe plus mécanique, examinait quelle est la chute des corps sur la terre ; comment et en quelle proportion cette chute s’accélère ; et le chancelier Bacon voulait qu’on expérimentât si ces chutes se faisaient également aux plus grandes profondeurs et aux plus grandes hauteurs où l’on peut atteindre.

Il est bien singulier que Descartes, le plus grand géomètre de son temps, ne se soit pas servi de ce fil dans le labyrinthe qu’il s’était bâti lui-même. On ne trouve nulle trace de ces vérités dans ses ouvrages ; aussi n’est-il pas surprenant qu’il se soit égaré. Il voulut créer un univers. Il fit une philosophie comme on fait un bon roman : tout parut vraisemblable, et rien ne fut vrai. Il imagina des éléments, des tourbillons, qui semblaient rendre une raison plausible de tous les mystères de la nature ; mais en philosophie il faut se défier de ce qu’on croit entendre trop aisément aussi bien que des choses qu’on n’entend pas. Descartes était plus dangereux qu’Aristote parce qu’il avait l’air d’être plus raisonnable. M. Conduit, neveu du chevalier Newton, m’a assuré que son oncle avait lu Descartes à l’âge de vingt ans, qu’il crayonna les marges des premières pages, et qu’il n’y mit qu’une seule note, souvent répétée, consistant en ce mot : error ; mais que, las d’écrire error partout, il jeta le livre et ne le relut jamais.

Newton, ayant quitté les abîmes de la théologie dans lesquels il avait été élevé pour les vérités mathématiques, avait déjà trouvé à l’âge de vingt-trois ans son calcul infinitésimal dont son maître Wallis lui avait ouvert la route. Il s’appliquait à chercher ce principe secret et universel de la nature, indiqué par Copernic, par Kepler, par Bacon, et déjà saisi par le célèbre Hooke : c’est-à-dire cette cause de la pesanteur et du mouvement de toute la matière. S’étant retiré en 1666, à cause de la peste, à la campagne près de Cambridge, un jour qu’il se promenait dans son jardin, et qu’il voyait des fruits tomber d’un arbre, il se laissa aller à une méditation profonde sur cette pesanteur dont tous les philosophes ont cherché si longtemps la cause en vain, et dans laquelle le vulgaire ne soupçonne pas même de mystère. Il se dit à lui-même : De quelque hauteur dans notre hémisphère que tombassent ces corps, leur chute serait certainement dans la progression découverte par Galilée ; et les espaces parcourus par eux seraient comme les carrés des temps. Ce pouvoir, qui fait descendre les corps graves, est le même sans aucune diminution sensible, à quelque profondeur qu’on soit dans la terre, et sur la plus haute montagne. Pourquoi ce pouvoir ne s’étendrait-il pas jusqu’à la lune ? Et, s’il est vrai qu’il pénètre jusque-là, n’y a-t-il pas grande apparence que ce pouvoir la retient dans son orbite et détermine son mouvement ? Mais si la lune obéit à ce principe, quel qu’il soit, n’est-il pas encore très raisonnable de croire que les autres planètes y sont également soumises ?

Si ce pouvoir existe, il doit (ce qui est prouvé d’ailleurs) augmenter en raison renversée des carrés des distances. Il n’y a donc plus qu’à examiner le chemin que ferait un corps grave en tombant sur la terre d’une hauteur médiocre, et le chemin que ferait dans le même temps un corps qui tomberait de l’orbite de la lune. Pour en être instruit, il ne s’agit plus que d’avoir la mesure de la terre, et la distance de la lune à la terre.

Voilà comment M. Newton raisonna. Mais on n’avait alors en Angleterre que de très fausses mesures de notre globe ; on s’en rapportait à l’estime incertaine des pilotes, qui comptaient soixante milles d’Angleterre pour un degré, au lieu qu’il en fallait compter près de soixante et dix. Ce faux calcul ne s’accordant pas avec les conclusions que M. Newton voulait tirer, il les abandonna. Un philosophe médiocre, et qui n’aurait eu que de la vanité, eût fait cadrer comme il eut pu la mesure de la terre avec son système. M. Newton aima mieux abandonner alors son projet. Mais depuis que M. Picart [1] eut mesuré la terre exactement, en traçant cette méridienne qui fait tant d’honneur à la France, M. Newton reprit ses premières idées, et il trouva son compte avec le calcul de M. Picart.

Les autres planètes doivent être soumises a cette loi générale ; et si, cette loi existe, ces planètes doivent suivre les règles trouvées par Kepler. Toutes ces règles, tous ces rapports, sont en effet gardés par les planètes. Son seul principe des lois de la gravitation rend raison de toutes les inégalités apparentes dans le cours des globes célestes. Les variations de la lune deviennent une suite nécessaire de ces lois. Le flux et le reflux de la mer est encore un effet très simple de cette attraction. La proximité de la lune dans son plein et quand elle est nouvelle, et son éloignement dans ses quartiers, combinés avec l’action du soleil, rendent une raison sensible de l’élévation et de l’abaissement de l’Océan.

Après avoir rendu compte, par sa sublime théorie, du cours et des inégalités des planètes, il assujettit les comètes au frein de la même loi.

Il prouve que ce sont des corps solides, qui se meuvent dans la sphère de l’action du soleil, et décrivent une ellipse si excentrique et si approchante de la parabole, que certaines comètes doivent mettre plus de cinq cents ans dans leur révolution.

Le savant M. Halley croit que la comète de 1680 est la même qui parut du temps de Jules César : celle-là surtout sert plus qu’une autre à faire voir que les comètes sont des corps durs et opaques, car elle descendit si près du soleil qu’elle n’en était éloignée que d’une sixième partie de son disque ; elle dut par conséquent acquérir un degré de chaleur deux mille fois plus violent que celui du fer le plus enflammé. Elle aurait été dissoute et consommée en peu de temps si elle n’avait pas été un corps opaque. La mode commençait alors de deviner le cours des comètes. Le célèbre mathématicien Jacques Bernouilli conclut, par son système, que cette fameuse comète de 1680 reparaîtrait le 17 mai 1719. Aucun astronome de l’Europe ne se coucha cette nuit du 17 mai, mais la fameuse comète ne parut point. Il y a au moins plus d’adresse, s’il n’y a pas plus de sûreté, à lui donner cinq cent soixante-quinze ans pour revenir. Pour M. Wilston, il a sérieusement affirmé que du temps du déluge il y avait eu une comète qui avait inondé notre globe, et il a eu l’injustice de s’étonner qu’on se soit moqué de lui. L’antiquité pensait à peu près dans le goût de Wilston ; elle croyait que les comètes étaient toujours les avant-courrières de quelque grand malheur sur la terre. Newton au contraire soupçonne qu’elles sont très bienfaisantes, et que les fumées qui en sortent ne servent qu’à secourir et vivifier les planètes qui s’imbibent dans leur cours de toutes ces particules que le soleil a détachées des comètes. Ce sentiment est du moins plus probable que l’autre.

Ce n’est pas tout, si cette force de gravitation, d’attraction, agit dans tous les globes célestes, elle agit sans doute sur toutes les parties de ces globes : car, si les corps s’attirent en raison de leurs masses, ce ne peut être qu’en raison de la quantité de leurs parties ; et si ce pouvoir est logé dans le tout, il l’est sans doute dans la moitié, il l’est dans le quart, dans la huitième partie, ainsi jusqu’à l’infini. Voilà donc l’attraction qui est le grand ressort qui fait mouvoir toute la nature.

Newton avait bien prévu, après avoir démontré l’existence de ce principe, qu’on se révolterait contre ce seul nom : dans plus d’un endroit de son livre il précautionne son lecteur contre l’attraction même, il l’avertit de ne la pas confondre avec les qualités occultes des anciens, et de se contenter de connaître qu’il y a dans tous les corps une force centrale qui agit d’un bout de l’univers à l’autre sur les corps les plus proches et sur les plus éloignés, suivant les lois immuables de la mécanique.

Il est étonnant qu’après les protestations solennelles de ce grand philosophe, M. Saurin et M. de Fontenelle, qui eux-mêmes méritent ce nom, lui aient reproché nettement les chimères du péripatétisme : M. Saurin, dans les Mémoires de l’Académie, de 1709 ; et M. de Fontenelle, dans l’éloge même de M. Newton.

Presque tous les Français, savants et autres, ont répété ce reproche. On entend dire partout : Pourquoi Newton ne s’est-il pas servi du mot d’impulsion, que l’on comprend si bien, plutôt que du terme d’attraction, que l’on ne comprend pas ?

Newton aurait pu répondre à ces critiques :

Premièrement vous n’entendez pas plus le mot d’impulsion que celui d’attraction, et si vous ne concevez pas pourquoi un corps tend vers le centre d’un autre corps, vous n’imaginez pas plus par quelle vertu un corps en peut pousser un autre.

Secondement, je n’ai pas pu admettre l’impulsion : car il faudrait pour cela que j’eusse connu qu’une matière céleste pousse en effet les planètes ; or, non seulement je ne connais point cette matière, mais j’ai prouvé qu’elle n’existe pas.

Troisièmement, je ne me sers du mot d’attraction que pour exprimer un effet que j’ai découvert dans la nature, effet certain et indisputable d’un principe inconnu, qualité inhérente dans la matière, dont de plus habiles que moi trouveront, s’ils peuvent, la cause.

Que nous avez-vous donc appris, insiste-t-on encore, et pourquoi tant de calculs pour nous dire ce que vous-même ne comprenez pas ?

Je vous ai appris (pourrait continuer Newton) que la mécanique des forces centrales fait seule mouvoir les planètes et les comètes dans des proportions marquées. Je suis, continuerait-il, dans un cas bien différent des anciens : ils voyaient par exemple l’eau monter dans les pompes, et ils disaient : L’eau monte parce qu’elle a horreur du vide ; mais moi, je suis dans le cas de celui qui aurait remarqué le premier que l’eau monte dans les pompes, et qui laisserait à d’autres le soin d’expliquer la cause de cet effet. L’anatomiste qui a dit le premier que le bras se remue parce que les muscles se contractent enseigna aux hommes une vérité incontestable : lui en aura-t-on moins d’obligation parce qu’il n’a pas su pourquoi les muscles se contractent ? La cause du ressort de l’air est inconnue, mais celui qui a découvert ce ressort a rendu un grand service à la physique. Le ressort que j’ai découvert était plus caché, plus universel : ainsi on doit m’en savoir plus gré. J’ai découvert une nouvelle propriété de la matière, un des secrets du Créateur ; j’en ai calculé, j’en ai démontré les effets peut-on me chicaner sur le nom que je lui donne ?

Ce sont les tourbillons que l’on peut appeler une qualité occulte, puisqu’on n’a jamais prouvé leur existence. L’attraction au contraire est une chose réelle, puisqu’on en démontre les effets et qu’on en calcule les proportions. La cause de cette cause est dans le sein de Dieu.

Procedes huc, et non ibis amplius.

Voltaire, in Lettres philosophiques. Lettre XV.

Notes

[1Picard, né en 1680, mort en 1692 ou 1684, successeur de Gassendi au Collège de France, et fondateur de l’Observatoire de Paris.

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