Sciences et Avenir n 42, mai-juin 1983. Numéro spécial "Dieu et la Science"
Ce n’est ni une méthode ni une école qui ont fait naître la science classique. Celle-ci est le fruit d’un long débat qui, pendant un siècle, fit s’affronter des courants philosophiques opposés. L’enjeu de ce combat, auquel participèrent toutes les ressources intellectuelles du temps, n’était rien d’autre que l’instauration d’un nouvel ordre du monde. Et si, grâce à Newton, la mathématique prit le pas sur la philosophie, il fallut attendre Laplace pour que toute métaphysique soit définitivement rejetée.
Les sciences contemporaines (je ne parle ici que de nos sciences « dures ») se réfèrent exclusivement à elles-mêmes pour formuler et valider leurs hypothèses. L’une des règles de leur jeu, c’est qu’on n’a pas le droit d’y importer de l’extérieur des questions, et encore moins des réponses. Une idée non intégrée — ce qu’est une hypothèse — n’est admise que si elle a une signification assignable à l’intérieur du système (ou plutôt du système de systèmes), et si elle finit par en devenir un élément, au besoin en le modifiant. C’est en ce sens, et en ce sens seulement, que nos sciences sont neutres d’un point de vue philosophique, théologique ou politique : il serait aisé de montrer que par leurs motivations, leurs retombées matérielles ou leurs implications théoriques, elles s’insèrent pleinement dans l’ensemble du champ culturel et des débats de notre temps. Mais quand on traite du passé, il faut aller beaucoup plus loin encore, car leur neutralité intrinsèque elle-même n’a pas toujours existé : elles ne se sont constituées en système que progressivement, et il fut une période où elles n’étaient absolument pas autonomes. Comme, de plus, elles n’avaient pas encore contribué à modifier le champ culturel dans lequel elles se développaient, le tableau qu’elles offrent, si on ne le modernise pas indûment, est tout à fait surprenant.
Partons de Copernic. Quand, en 1543, sont publiées Les Révolutions des orbes célestes, toute nouveauté intellectuelle est confrontée à une représentation générale du monde tirée du système d’Aristote, réinterprétée par saint Thomas pour s’intégrer à la tradition chrétienne, et rendue compatible avec l’astronomie ptoléméenne. Mais les traits cosmologiques et physiques essentiels demeurent. La Terre est immobile au centre de l’Univers, entourée comme un oignon de trois couches successives : d’abord l’eau (la mer) et les vapeurs (les nuages), puis au-dessus et mêlé à ces dernières l’air, enfin tout en haut la zone ignée où se produisent éclairs, comètes, étoiles filantes — tous les aléas imprévisibles du ciel. La région des turbulences et des hasards s’étend ainsi jusqu’à la sphère de la Lune ; les quatre éléments s’y étagent en fonction de leur poids ou de leur légèreté naturels. Au-dessus d’elle commencent les sphères célestes — transparentes, incorruptibles, formées d’un cinquième élément éthéré, qui tournent sur elles-mêmes (donc sans changer de place) en entraînant chacune leur astre, enchâssé en elle comme un joyau dans son écrin. C’est là la région divine de l’ordre, de la nécessité et de la permanence. En englobant le tout, au-delà de la Lune, de Vénus et Mercure, du Soleil et des trois planètes supérieures, la sphère des fixes entraîne l’ensemble dans sa rotation diurne. La tradition chrétienne renforce encore l’opposition de valeur entre la Terre et le Ciel en situant l’enfer dans les gouffres qui s’ouvrent sous nos pieds, et le séjour des bienheureux au-delà du septième ciel, celui des étoiles. Ce qu’illustre fort bien le monde de Peter Appianus (Bennewitz), mathématicien contemporain de Copernic.
C’est sur ce fond systématique de référence, non pas physique au sens où nous l’entendons mais philosophique, que prirent sens les découvertes majeures des années 1540-1640. Elles finirent par le détruire, mais il leur fallut un siècle. Car elles se heurtaient à lui au coup par coup, soulevant autant de problèmes insolubles qu’elles en résolvaient : par exemple, en l’absence du principe d’inertie, on objecte à Copernic que si la Terre tourne sur elle-même, elle doit être constamment balayée par un gigantesque ouragan… C’est donc en visant la philosophie d’Aristote, autant que la synthèse ptoléméenne, que les novateurs travaillèrent. Sous leur critique, cette philosophie s’effilocha par pans successifs, grâce à des découvertes retentissantes dont certaines aujourd’hui sont bien oubliées.
Déjà la révolution copernicienne remettait en question, avec la cosmologie, la physique des graves. Pour Aristote, les corps sont par nature, selon les éléments qui les composent, lourds ou légers ; ils tendent tous à rejoindre leur lieu propre, le centre de la Terre pour les premiers, les confins ignés de la zone sublunaire pour les seconds. Mais si la Terre n’est plus immobile au centre du monde et voyage dans les cieux, comment assigner un lieu propre aux éléments terrestres, et aux éléments aériens ? Une trentaine d’années plus tard, en 1572, le grand astronome Tycho-Brahé démontre par ses relevés qu’un nouvel astre très brillant, une nova brusquement apparue dans les cieux, est situé au-delà de la sphère de Saturne, et donc parmi les étoiles fixes ; et, en 1576, qu’une comète est passée par la sphère de Mars et celle de Vénus. Dès lors, il polémique durement contre l’existence d’orbes solides, l’incorruptibilité des cieux (puisque des corps peuvent y apparaître et y disparaître), la nature sublunaire des comètes et toute la théorie aristotélicienne du ciel et des météores.
La tendance s’accentue encore au début du XVIIe siècle. Mais désormais ce sont des synthèses nouvelles qui, comme au temps de Copernic, viennent s’opposer au système de référence. En 1604, Kepler explique les phénomènes constatés dans la chambre noire qui, à l’époque, était une pièce aveugle, à l’exception d’un petit orifice laissant passer un filet de lumière, dans laquelle on faisait des relevés astronomiques. Il démontre sur ce modèle la formation d’une image réelle sur la rétine. Il ruine ainsi la conception aristotélicienne de la lumière, de la transparence et de la vision. Un peu après, il énonce ses deux premières lois : les corps célestes, libres de tout orbe, parcourent pour des raisons dynamiques des orbites elliptiques à des vitesses non constantes. C’en est fini de l’absolue régularité et de la sphéricité des mouvements du ciel, identifiées à sa perfection postulée. En 1610, éclate le coup de tonnerre du message céleste transmis par Galilée ; tournant sa toute neuve lunette vers les astres, il voit des montagnes sur la Lune, constate que la voie lactée se résout en une multitude d’étoiles, découvre les satellites de Jupiter, et, continuant sur sa lancée, observe (avec Scheiner) des taches sur le Soleil, la forme oblongue de Saturne (qui sera plus tard identifiée à un anneau) et surtout les phases de Vénus : la planète tourne donc autour du Soleil, et le système de Ptolémée est définitivement caduc. De plus, les corps célestes sont aussi irréguliers que notre globe et, comme lui, Jupiter a des lunes : les coperniciens ont donc raison, les planètes sont des terres, et la Terre une planète. Galilée en tire toutes les conséquences, ce qui lui vaut une première condamnation en 1616 par le Saint-Office, et une seconde beaucoup plus dure en 1633 à la suite de son Dialogue sur les deux grands systèmes.
Plus que jamais, la question d’actualité devient celle d’une théorie unifiée du mouvement des corps terrestres et des corps célestes. Déjà Kepler croit, à tort, l’avoir construite : l’analyse aristotélicienne du mouvement, depuis le XIVe siècle fort discutée, est devenue intenable. En 1638, Galilée fait paraître son Discours sur deux nouvelles sciences : il y jette les bases d’une nouvelle dynamique, avec l’idée du mouvement inertiel, et son application à la chute des corps et à la trajectoire des projectiles. Dernier ouvrage d’un novateur à prendre expressément à partie Aristote en tant qu’autorité reconnue, il marque la fin d’une époque.
Dès lors, la conjoncture intellectuelle se transforme. Déjà Descartes a dans ses tiroirs son Traité du Monde qu’il n’ose publier après la condamnation de Galilée et dont il reprendra dans les Principes les idées essentielles ; et il vient de faire éditer son Discours de la Méthode, avec les opuscules qui l’accompagnent. Il n’est plus nommément question d’Aristote, même s’il reste souvent visé. La Dioptrique part des conceptions optiques de Kepler pour les développer ; quant aux Météores, ils entament l’entreprise, poursuivie dans les Principes de la Philosophie (1644), de remplacer le corpus aristotélicien par un autre, offrant du monde une conception mécaniste synthétisant les données de la toute nouvelle modernité. C’est désormais cette synthèse cartésienne qui va servir, pour un demi-siècle, de référence et de cible aux novateurs. Entre 1640 et 1690, on voit successivement Pascal sur le vide, Huyghens sur la lumière et le choc, Leibniz sur la dynamique, Newton sur les forces centrales, la lumière et les tourbillons, corriger Descartes ou le plus souvent polémiquer contre les idées qu’il lègue. Les mathématiques se perfectionnent vite, et commencent à offrir les ressources de recoupements méthodiques entre phénomènes jusqu’alors traités séparément. Et bien que les protagonistes aient changé, le scénario demeure le même, celui d’un système philosophique mis à mal par sa confrontation avec des données empiriques élaborées mathématiquement.
C’est un signe des temps que Newton ait intitulé son œuvre maîtresse Principes mathématiques de la philosophie naturelle (1687) : cette fois le rapport s’inverse, et la mathématique prend le pas sur la philosophie, en offrant à sa place les bases d’une description systématique du monde. Mais il faudra encore attendre avant que la physique n’acquière sa pleine autonomie. Jusqu’au XVIIIe siècle, les découvertes prennent sens à l’intérieur de synthèses pour l’essentiel philosophiques, qui elles-mêmes sont autant de prises de parti dans le contexte culturel et religieux. Cette dépendance n’est nullement une faiblesse évitable ; elle est due à une insuffisante maturation, à un développement encore lacunaire et parcellisé. Le recours à la métaphysique pallie le manque de réponse technique aux questions ouvertes, ou l’impuissance à les transformer en questions simplement techniques. Descartes a besoin de Dieu pour donner à son monde une chiquenaude initiale et le conserver dans l’existence (nous ne parlons évidemment ici que du rôle interne qu’il joue dans sa physique) ; Leibniz, pour en assurer la finalité et l’harmonie préétablie ; Newton, pour rendre compte de l’action à distance, bien qu’il n’ait déjà plus besoin de le présupposer explicitement dans le système. Ce n’est qu’après lui que la physique mathématique peut prendre le relais de la philosophie de la nature.
Il s’en faut d’ailleurs que l’invocation métaphysique ait été simplement un palliatif. Bien au contraire : l’inquiétude philosophique et religieuse, l’angoisse devant l’effondrement de vieilles certitudes, ont été une motivation essentielle pour nombre d’acteurs de premier plan de la révolution scientifique. Ce n’est pas un hasard si Luther et Copernic sont contemporains. La crise de l’Église fut aussi celle de sa représentation philosophique du monde. Devant cette crise, tous deux ont la même réaction : ils reviennent, par-delà toutes les interprétations, directement au message divin, le réformateur religieux aux Écritures, le réformateur de l’astronomie au grand livre de la Création. Comment au surplus, sans une profonde conviction métaphysique, faire le pari fou qu’il existe dans la nature, sous-jacent aux apparences, un ordre mathématique caché ?
Dès qu’on étudie sur une longue période les courants intellectuels à l’œuvre, on se rend compte que le débat philosophique fut l’un des moteurs directs du développement scientifique, et que sa configuration resta pendant près de deux siècles d’une étonnante stabilité. Tout fut bon contre Aristote ; toutes les traditions philosophiques concurrentes, tous les savoirs même les plus ésotériques furent invoqués. On manquait trop cruellement d’alternative théorique. On se réclama au premier chef du platonisme sous sa forme néoplatonicienne ; il avait toujours été opérant chez les astronomes et les opticiens. Pour justifier sa quête d’un ordre harmonieux du monde, Copernic rappelle qu’il a été créé par le plus parfait des artistes et le rang qu’il assigne au Soleil va presque jusqu’à l’héliolâtrie. Kepler s’aventure plus loin encore : son hypothèse initiale décrit un cosmos dont les proportions internes sont tirées des cinq polyèdres réguliers ; le Dieu chrétien use des mêmes éléments que le démiurge du Timée, le grand dialogue cosmologique de Platon. Ce finalisme se retrouvera jusque chez Leibniz et même Newton, quand il avance l’hypothèse que l’espace est le sensorium divin, ce qui implique que Dieu est sensible à tout ce qui s’y passe. Mieux encore : le panpsychisme néo-platonicien — l’idée que le monde est un grand vivant, doué d’une âme, et que les choses en sont également pourvue — retrouve une nouvelle vigueur. Tycho-Brahé, Giordano Bruno, Kepler crurent aux âmes des planètes ou du monde ; bien après eux, et malgré le mécanisme de Descartes, Leibniz continue à penser que le monde est plein d’âmes, auxquelles il assimile les forces à l’œuvre dans la dynamique.
Jusqu’à Descartes (et cela se poursuivit après lui), le monde était peuplé de signes et de symboles doués d’une efficace physique. L’un des ressorts de la recherche était la quête des analogies et des correspondances livrant les secrets de la nature. Le XVIe siècle surtout est l’âge des savoirs comme la magie naturelle, l’astrologie et l’alchimie. On peut les appeler savoirs, parce qu’ils étaient pleinement intégrés à la culture du temps, en tant que spécialités de praticiens, et qu’ils ne furent pas sans fécondité. Les recettes de magie naturelle qui, après celle de Marsile Ficin, le philosophe florentin de la Renaissance, firent la gloire de Porta n’étaient pas toutes fausses : par exemple, le dispositif de la chambre noire, utilisé par Porta comme un artifice de prestidigitation, inspira Kepler en optique ; l’astrologie fit vivre Tycho-Brahé et Kepler, et appela du premier des observations plus exactes, et du second une réflexion poussée sur l’harmonie du monde ; quant à l’alchimie, à laquelle on doit une première couche d’acquis proprement chimiques, elle s’intégrait aux idées médicales du temps, et fut pratiquée par Tycho-Brahe et, ô surprise, beaucoup plus assidûment encore par Newton. Tous ces savoirs reposaient sur l’étude des affinités naturelles mettant en œuvre des forces cachées, analogues à des âmes formatrices ou désirantes, et fournirent nombre d’aliments intellectuels aux adversaires du mécanisme, qui lui-même s’était constitué en partie contre eux.
On voit que parmi les novateurs les plus marquants notre conception de la scientificité était loin d’être acquise. Ceux qui s’en rapprochent le plus sont Galilée et ses disciples, auxquels on peut joindre Pascal. Quand on regarde les choses de près, on se rend compte qu’ils ne furent pas des positivistes avant la lettre, mais qu’ils perpétuent sur de nouveaux objets une tradition issue d’Archimède, traitant les questions de physique comme autant de problèmes mathématiques partiels. De même, quand quelqu’un comme Bacon invoque l’expérience, il pense d’abord à la médecine et à son courant empirique : il convient de se méfier des transpositions anachroniques. Pour ne rien dire des Épicuriens comme Gassendi, qui ne sont pas des matérialistes modernes…
La science classique n’est pas née d’une méthode, encore moins d’une seule école, mais d’un long débat à plusieurs voix entre courants philosophiques opposés, faisant appel, pour concevoir un nouvel ordre du monde, à toutes les ressources intellectuelles dont disposait leur temps. Et si cet ordre finit par être mathématique, ce fut pour une raison contingente à l’égard des motivations des acteurs. Ce monde nouveau, parti de l’astronomie et de l’optique qui étaient déjà sciences de mathématiciens, exigea vite un renouvellement de la théorie du mouvement pouvant intégrer la nouvelle astronomie : cela aboutit à la percée décisive de la dynamique. Avec elle, et seulement à partir de Newton, la clôture en système autosuffisant devint partiellement possible, et notre archétype des sciences dures » commença à se dégager. Mais il s’écoula encore un siècle avant Laplace, et son dédaigneux rejet de toute hypothèse métaphysique.
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