QUELQUES ÉNIGMES SCIENTIFIQUES DE L'ANTIQUITÉ A NOTRE TEMPS

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Forces qui traversent l'espace, quête de l'unité, naissance de la lumière, ces énigmes et quelques autres ont enfiévré les penseurs des âges anciens et continuent à captiver les physiciens modernes. Ce livre trace l'histoire du lent cheminement de la pensée devant plusieurs énigmes de la science où les théories contemporaines, bien éloignées des croyances de l'Antiquité, s'animent pourtant, parfois, aux échos assourdis de la Grèce.
Publié le : samedi 1 mai 1999
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EAN13 : 9782296385443
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Quelques énigmes scientifiques de l'Antiquité à notre temps
Retour à Delphes

Collection L'Ouverture Philosophique dirigée par Dominique Chateau et Bruno Péquignot

Une collection d'ouvrages qui se propose d'accueillir des travaux
originaux sans exclusive d'écoles ou de thématiques. n s'agit de favoriser la confrontation de recherches et des réflexions qu' elles soient le fait de philosophes "professionnels" ou non. On n'y confondra donc pas la philosophie avec une discipline académique; elle est réputée être le fait de tous ceux qu'habite la passion de penser, qu'ils soient professeurs de philosophie, spécialistes des sciences humaines,

sociales

ou naturelles,

ou

... polisseurs

de verres de lunettes

astronomiques.

Dernières parutions
Fred FOREST, Pour un art actuel, 1998. Lukas SOSOE, Subjectivité, démocratie et raison pratique, 1998. Frédéric LAMBERT, J-Pierre ESQUENAZI, Deux études sur les distorsions de A. Kertész, 1998. Marc LEBIEZ, Éloge d'un philosophe resté païen, 1998. Sylvie COIRAULT-NEUBURGER, Eléments pour une morale civique,

1998.
Henri DREI, La vertu politique: Machiavel et Montesquieu, 1998. Dominique CHATEAU, L'héritage de l'art, 1998.
Laurent MARGANTIN, Les plis de la terre

- système

minéralogique

et

cosmologie chez Friedrich von Hardenberg (Novalis), 1998. Alain CHAREYRE-METAN, Le réel et le fantastique, 1998. François AUBRAL et Dominique CHATEAU (eds), Figure, figurai, 1999. Michel ROUX, Géographie et complexité, 1999. Claude SAHEL, Esthétique de l'amour, Tristan et Iseut, 1999. Didier RAYMOND (éd.), Nietzsche ou la grande santé, 1999. Michel COVIN, Les mille visages de Napoléon, 1999. Paulin Kilol MULATRIS, Désir, sens et sign{fication chez Sartre, 1999.
.

Marcel N ordon

Quelques énigmes scientifiques de l'Antiquité à notre temps
Retour à Delphes

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique 75005 Paris - FRANCE

L'Harmattan Ine 55, rue Saint-Jacques Montréal(Qc) - CANADAH2Y lK9

@ L'Harmattan, 1999 ISBN: 2-7384-7725-9

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Eschyle; Les Euménides 458 avant IC. Voici parler une Sagesse Et sonner cette auguste Voix Qui se connaît quand elle sonne N'être plus la voix de personne Tant que des ondes et des bois! Paul Valéry; La Pythie 1922

1 Qu'ils se présentent d'abord, ceux qui viennent de la Grèce, tour à tour et, comme c'est l'usage, dans l'ordre que le sort leur assigne. Pour moi, je rends l'oracle comme le dieu me le dicte.

Du même auteur

Aux Éditions de l'Harmattan: La Meije aux oiseaux Aux Éditions Masson: Histoire de l'Hydraulique Tome 1 : L'eau conquise Les origines et le monde antique Tome 2 : L'eau démontrée du Moyen Age à nos jours

1
L'oracle et le charme
Ils reviendront, ces dieux que tu pleures toujours! Le temps va ramener l'ordre des anciens jours.!

Forces qui traversent l'espace, quête de l'unité, naissance de la lumière, ces énigmes et quelqu"es autres, sur lesquelles l'esprit achoppe, ont enfiévré les penseurs des âges anciens et continuent à captiver les physiciens modernes. Les premiers ont donné des explications à la mesure de leurs moyens et parfois même, avec une intuition surprenante, bien au-delà de ces moyens. Les seconds, après des siècles de flux et de reflux de la pensée, élaborent des théories, provisoires ou définitives, où parfois se dessineJe filigrane de conclusions antiques. Immanence ou coïncidence? Parcours inévitable de la raison ou évidence. anthropomorphe sommaire? Progrès de la physique,
1 G. de Nerval; Delfica.

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Quelques

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pataugeages de pataphysique ou permanence de la métaphysique? Questions qui méritent d'être posées. Il ne faut pas chercher les racines de la science là où la science n'existe pas. La Chaldée et l'Assyrie, l'Égypte des pharaons, la Chine des premiers empereurs sont, de ce point de vue, désertiques. La Chine a conçu des techniques, nées du besoin, faites et refaites, perfectionnées à petit bruit. De sages personnes y ont répandu des pensées encore admirées sur l' homme et sur son destin. Mais sans même parler de théories, les idées sur les mécanismes du monde y sont d'une pauvreté consternante. Au-dessus d'Assur et de Babylone, une immense coupole coiffait les plaines et les marais. Une Terre égale, épargnée par les collines et les monts sauf à l'extrême nord-est, une végétation sans élan, laissaient le regard se perdre dans les amas d'étoiles que bordait un cercle parfait. Les astronomes y déchiffraient l'alternance des jours et des nuits, la succession des saisons, la quasi-périodicité des éclipses. Extrapolant ces observations, ils élaboraient des barèmes propices aux affaires et au gouvernement. L'astrologie, souvent confondue avec l'astronomie, y ajoutait la fantaisie des dieux qui flattait le souverain et rassurait le peuple. Dans les cités, le commerce actif exigeait une maîtrise des chiffres; des scribes érudits en rassemblaient des règles pratiques, souvent sans relations entre elles; approximatives, elles suffisaient aux comptabilités des négociants et de l'État. Les pharaons avisés devaient se soumettre au régime extraordinaire du Nil. Les crues engraissaient mais ravageaient les rives. Chaque année, il fallait rétablir les frontières des domaines, reconstituer les parcelles, régler les querelles entre les propriétaires. Une géométrie en était issue. Accessoirement, elle était utile aux souverains pour édifier les monuments de leur vie future. Pour le reste, étude et prévision des crues, caprices des astres et mesure du temps, on avait beaucoup demandé 3;UX voisins, de l'autre côté de l'Euphrate. Ces pays ont édifié de vénérables civilisations. Ils ont inventé certaines de nos techniques, des règles de vie en commun, des façons de communiquer et de penser. Les astronomes, les scribes, les arpenteurs appliquaient les recettes consciencieusement

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accumulées par leurs aînés. Eux-mêmes observaient parfois un phénomène nouveau, ajoutaient une précision, un nouveau mode de calcul, qui venait gonfler les recueils précédents. On y chercherait en vain une structure, une logique, un système. C'est en Grèce que germeront les premières semences de la science moderne. La Grèce, en même temps que la philosophie, invente la méthode scientifique. Dans l'Iliade et dans l'Odyssée, dans la Théogonie d'Hésiode, apparaissent de maladroites explications raisonnées de la nature. L'intervention divine, qui restera vivace encore pendant des siècles, n'est déjà plus, comme le fait remarquer Baccou2, qu'une cause secondaire. C'est une sorte de procédé pour présenter des idées nouvelles. Le centre du monde était à Delphes, omphalos recraché par Cronos, fils d'Ouranos .le créateur. La Pythie, qui savait tout, y construisait l'avenir. C'est d'elle que Pythagore tient son nom. Et c'est à la Pythie que Socrate s'adressait: «Ce que je ne sais pas, je ne prétends pas le savoir. » Car tout savoir émanait de Delphes puisque Apollon, dieu de la lumière, y avait terrassé Python, serpent ou dragon enfermant étymologiquement dans ses replis un monde de putréfaction, d'ignorance. Tel ou tel, parmi les plus sages ne rougissait pas d'y venir consulter l'oracle, bouche tordue éructant aux échos des Phaedryades d'incompréhensibles arrêts. Socrate nous dirait-il aujourd'hui autre chose que cé qu'il a livré à la Pythie? Oh, ce n'est pas lui qui est allé faire chez elle son marché de paradoxes et de sentences. Imagine-t-on le vieil agitateur débarquant chez les prêtres d'Apollon, son nez en pied de marmite et son épicanthus allumés par avance à l'idée des réparties qu'il allait asséner à ce dieu auquel, dit-on, il ne croyait pas? Non, cela ne valait pas le déplacement. C'est son ami Chéréphon qui s'avisa de demander à l'oracle s'il y avait au monde un homme plus savant que Socrate. Les hiérophantes de service, pris de court peut-être, prudents sans doute car soupçonnant qu'il s'agissait de quelque puissante personne, interprétèrent la sentence tombée du haut du trépied: Socrate est le plus sage. Réponse que le philosophe se charge de tempérer: il n'est pas, et de loin, le plus
2 Histoire de la science grecque de Thalès à Socrate, II.

JO

Quelques

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scientifiques

savant des hommes et beaucoup, dans leur propre partie, le dépassent. Mais au contraire de lui, satisfaits de ce qu'ils connaissent, ils ignorent leur ignorance de tout ce qu'ils ne savent

pas.

.

En sommes-nous véritablement plus loin? La science plonge aujourd'hui au cœur des choses. Mais la nature humaine, même lorsqu'elle pousse ses rameaux neufs jusqu'aux plus hautes altitudes, patauge encore dans un marais de mysticisme et de magie. Imaginons, car même lorsqu'on parle science un brin de malice n"est pas interdit, imaginons ce physicien. contemporain qui, répondant à l'attrait d'une belle sym~trie, persuadé qu'un quatrième quark devait compléter une collection alors limitée à trois, affirma l'existence de ce quark d'une « saveur» nouvelle, que personne encore n'avait observé. Il va l'appeler « charme »3. Est-ce absolument innocent? En anglais comme en français, le premier sens est le même: sortilège. Les jeunes enfants s'engagent à tout instant dans une cascade de «pourquoi? » auxquels on tente de répondre. Le jeu est une

aporie et se termine immanquablementpar un penaud « parce que
c'est comme ça ». C'est de la même façon que la science contemporaine agit avec moi. Elle me conduit assez loin. Les limites de la connaissance se retirent de plus en plus. Jamais à l'infini. On vient buter dessus, si savantes soient les mathématiques, les observations, les hypothèses, les certitudes, les théories. Certaines, on le sait, ne pourront jamais être confrontées à l'expérimentation; pour vérifier la théorie des cordes, il faudrait un accélérateur de particules long de dix années-lumière! Quelques exemples? Nous parlerons beaucoup de particules dont la plupart d'ailleurs n'ont jamais été vues: on n'en observe que les effets ou que les traces, comme les traînées que laissent derrière eux des" avions trop élevés pour être distingués à l' œil nu. Beaucoup d'entre elles sont électriquement chargées; qu'est-ce qu'une charge électrique? La particule, d'ailleurs, la particule extrême où s'arrête aujourd'hui cette suite de poupées russes, qu'est-ce donc ? Un point, obligatoîrement, car un objet doté de dimensions spatiales ne pourrait pas être élémentaire. Pourtant, de
3 Ci-dessous, p. 64, 166

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quoi est fait ce point? Il n'est fait de rien. Il est fait d'énergie. Ces exemples sont pris dans l'infiniment petit. Ils sont plus angoissants encore dans l'infiniment grand. Et à la jonction de l'un et de l'autre: pourquoi la vitesse limite, celle de la lumière, est-elle de 299 792 458 mètres par seconde? Avant même que ne se posent ces questions auxquelles la science ne sait pas répondre, l'imagination abdique devant des conclusions qu'on peut qualifier de quasi-certitudes, tout au moins dans l'état présent et certainement provisoire de la connaissance. Il est probable que l'évolution inévitable, si elle fait reculer l'horizon, ne l'éclaircira pas. Les théories actuelles, qu'elles rejoignent ou non des théories anciennes, sont essentiellement mathématiques. Elles sont au-delà de nos facultés de représentation. Elles expliquent, cependant, et décrivent des réalités matérielles. Comme on dit parfois que tel ou tel n'a pas les moyens de sa politique, on devrait dire que l'homme n'a pas les facultés de sa physique. Cela devrait nous rendre prudents et nous faire écarter, comme peu probable et même peu vraisemblable, tout raisonnement à connotation anthropomorphe. Mais le moyen de ne pas l'être? Il semble que, pour parvenir à la nature des choses, il faudrait planter entre la science et la philosophie une frontière interdite. Mais qui donc, si ce n'est l'homme, posera les questions 1.Et toute tentative d'y répondre émane de l'essence même de l'homme. Nous retrouvons là une autre et curieuse équivalence entre les premiers âges de la connaissance et la physique contemporaine. La science, à ses débüts, n'était qu'une branche de la philosophie; plus exactement, science et philosophie étaient deux apparences d'une même pensée tant étaient inséparables les réflexions sur le monde apparent et sur sa nature profonde. Cette confusion s'est maintenue jusqu'à la fin du Moyen Âge. La science n'a réellement commencé à progresser qu'après s'être libérée de la philosophie, à l'aube de nos temps modernes, et les grands progrès accomplis alors en physique sont le fait de scientifiques qui n'exprimaient guère'leiïts"états d'âme sur les fins dernières de l'homme. Puis la mé~anique, l'optique et l'électricité naissante ne suffirent plus à contenter l'esprit. On se remit à philosopher. Mais Pascal ou Descartes font encore de leurs travaux en philosophie et en physique deux parts lêplus souvent distinctes et qui s'ignorent.

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Elles commencent à se rejoindre chez Leibniz, chez Kant. Aujourd'hui, avec les avancées fulgurantes de la cosmologie et de la physique, avec la fréquentation constante des deux infinis, nombre de physiciens modernes publient de la philosophie; par ses progrès ahurissants, la science fait vaciller la vieille sagesse et quand elle se heurte à ses propres limites, la conscience est le seul recours. Les scientifiques de notre époque, de même que Thalès ou Platon, Albert le Grand ou Galilée, ne peuvent plus parler .seulement en termes de science. On commence avec Atlas, on passe par les Quanta, on se retrouve au big bang, à la naissance du temps. .Cela mène à l'interrogation inévitable, celle de Socrate ou de Sartre: l'Etre ou le Néant? Questions oiseuses qui resteront toujours sans réponse mais qu'on se posera toujours et qu'il faudra toujours se poser. En Grèce, où tout commence, Parménide d'Élée avait déjà tenté d'y répondre: il existe deux voies de recherche: accepter l'être comme nécessaire ou accepter le non-être; mais comme il est impossible de penser ce qui n'est pas, seule est ouverte la première de ces voies. Car saisir, fût-ce sous forme négative, ce que nous ne pouvons pas penser4 c'est déjà refuser le néant. Pour Spinoza comme pour Leibniz, c'est l'être qui est naturel et la question se pose à peine. Heidegger au contraire s'étonne: pourquoi quelque chose et non pas rien? N'y a-t-il pas, pensait Einstein, à la base de tout travail scientifique, une conviction comparable au sentiment religieux, acceptation d'un monde fondé en raison, un monde intelligible? Lès profondeurs atteintes aujourd'hui par la physique sont gorgées de mystères où la raison s'enlise autant que dans les leçons des prêtres. Gide pourrait-il encore opposer, comme ill' a fait sur son lit de mort, la foi du croyant et la raison du sceptique?
«

- Souffrez-vous? lui demandait son médecin..- Oui, c'est
»5

toujours la lutte entre le raisonnable et ce qui ne l'est pas...

Mais où est l'inexplicable, où est la raison? La foi et la raison. C'est toute l'histoire de cette science partie de Grèce, poussée jusqu'aux confins où nous sommes, et parfois revenue au port.
4 J. Hersch; L'étonnement philosophique, Platon.

5 Cité par F. Mauriac, Nouveaux mémoires intérieurs, VI.

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L'extrême complexité du monde confond l'esprit, celui des premiers âges comme celui d'aujourd'hui. Certes, l'étonnement s'émousse au spectacle du quotidien et les multiples soucis de l'existence l'escamotent. Mais la stupéfiante organisation des saisons, des jours et des nuits, du monde animal ou du corps humain sourd néanmoins à toute occasion. Il est alors plus simple do' n confier la gestion aux dieux ou à la Providence tout en e essayant de les orienter ou de L'orienter favorablement par de menues attentions. Entre l'hécatom~e, le bélier immolé ou le cierge à saint Antoine, il n'y a qu'une différence économique. Tant qu'on esquive l'analyse et le raisonnement, le monde suscite un Dieu formidable. Un Dieu formidable, il faut lui adresser des prières .et, pour qu'il y soit sensible, l'habiller de cette image anthropomorphe que nous retrouverons plus d'une fois, appliquée aux mystères du

monde, si attrayanteet si fallacieuse.

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L'ordre de l'infiniment grand comme de l'infiniment petit est encore plus incompréhensible. L'unité primordiale ou finale au sein de la complexité, les mystères des origines et de l'eschatologie assaillent l'esprit. Le chercheur se convainc que certaines représentations dépassent son imagination. Les mathématiques de pointe fournissent, avec la plus absolue certitude, des réponses dont la forme et le contenu n'ont pas de réalité. Aucune architecture matérielle ou onirique ne peut les reproduire. Le monde est intelligible mais ses créatures ne savent pas le dépeindre. De quelle pensée alors a-t-il surgi s'il a surgi un jour? L'homme de science, pas mieux qu'un autre, n'échappe à l'Olympe ou à Dieu qu'en se construisant l'idée d'un néant qui aurait créé quelque chose, idée aussi insaisissable que celle de l'Olympe ou de Dieu, et parfaitement inacceptable. Devant l'attraction universelle ou la particule ultime, nous nous retrouvons aux côtés de Socrate. Ce sont les mêmes interrogations qui sollicitent l'oracle et inventent le quark charmé6, à peine séparées par le lent cheminement de la pensée où crépite, de temps:en temps, une théorie nouvelle et ravageuse. Les leçons
6 Ce n'est pas entièrement vrai. On demandait aussi à la Pythie la meilleure date pour entreprendre une campagne de colonisation ou .simplement pour convoler, questions qu'on ne pose plus guère à nos physiciens.

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des générations se succèdent, mais le soleil se lève sur les vitres de nos labos comme sur Delphes, les mêmes étoiles percent la nuit et les hommes ont la même panoplie de neurones. L'École de Copenhague plonge ses racines dans le même terreau que celles de Crotone et d'Élée. Pourquoi s'étonner qu'on y cueille occasionnellement les mêmes fruits?

2 Les épaules d'Atlas
Auch Mastlin pflegte meiner Anstrengungen ZUverspotten, wenn ich alles auf physische Ursachen zurückführen wollte. Aber, beiGott, diese Betrachtung ist mein Entzücken, sie gibt mir Trost für meine Mühe und ist mein vomehmstes Rühmen, wenn sie von Erfolg gekront war 1 .

Atlas, Newton, les particules
Japet s'est attaqué aux dieux. Zeus l'a précipité dans le Tartare. L'ordre règne dans l'Olympe. L'ennui est que ces sortes d'histoires, quand ça commence, on n'en voit pas la fin. Atlas, le fils de Japet, a dû faire aussi quelques bêtises et le voilà corrigé par Zeus. La punition est plus douce. Tout de même, le Ciel sur ses épaules! C'est qu'il fallait bien que cette voûte constellée reposât sur quelqu'un ou sur quelque chose! Les astres, disait-on, n'étaient
1 Jusqu'à Mastlin qui raillait mes efforts, quand je voulais tout réduire à des causes naturelles. Mais, Dieu, cette méditation est ma drogue magique ;elle me console de mon chagrin, et ce serait ma plus grande gloire si elle était couronnée de succès. (Kepler, après la mort de sa fille).

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rien d'autre que des dieux, mais où les loger? En outre, choisir Atlas était assez judicieux: il était l'époux de Plèionè qui, Zeus le savait certainement, allait être changée, avec ses filles, en étoiles. Cela n'a pas été d'une grande utilité pour Atlas; le ménage marchait mal et Orion, moins embarrassé que lui dans ses gestes, lutinait la mère et les filles. Où reposaient les pieds d'Atlas? Sur la Terre, naturellement, chez une de ces peuplades, Hespérides ou Hyperboréens, où les rigueurs du voyage et du climat ne permettent pas de s'aventurer. Et la Terre, comment tenait-elle? Mais ne cherchons pas trop loin la suite de la construction. Ce qui était important, c'est que l'architecture du monde ne heurtât pas le bon sens. Pour supporter quelque chose d'aussi vaste, d'aussi lourd que le ciel, il faut du solide qui, de pièce en pièce, transmette la force du porteur à l'objet porté, même si cette àrchitecture est invisible. Et comme effectivement, elle est invisible, c'est parce que ce sont les héros et les dieux qui s'en chargent. Mais les héros et les dieux ne sont pas dispensés de se plier à la logique la plus évidente. D'autres mythes font choix d'un support différent. En Chine, sous les Han, chez les Mongols et les Vietnamiens, chez les Bantous comme chez les Inuits, quelques piliers font l'affaire. Dans plusieurs mythes mésoaméricains, le ciel repose sur une équipe de héros, cariatides tutélaires. Ailleurs, le dais du cièl est un couvercle qui repose sur sa base, très loin. Et comme c'est un couvercle semblable qui encapuchonne la tortue, rien d'étonnant à ce que cet animal participe à plus d'un récit de la création, en Chine ou chez les Indiens d'Amérique. Plus surprenant, car il recèle une notion de l'action à distance, est le mythe dogon où c'est une étoile invisible qui règle l'équilibre des astres. Le concept de force était inexistant. On voyait bien toutefois que pour empêcher une pierre de tomber, il fallait la porter, et que pour faire avancer un char, il fallait le pousser ou le tirer. Cette notion s/est perpétuée. Pour.s'appuyer sur-l'~ir ~omme Icare, il faut des ailes. Les anges en ont, dans"la tradition et l'iconographie. Le diable aussi; elles sont noires. Le bon Dieu même, dans l'imagerie populaire, est assis sur un petit nuage. Il ne s'en échappe que dans les tableaux de la Renaissance, lorsqu'on

Les épaules d'Atlas

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recommençait à penser que l'Esprit n'est pas toujours soumis aux contraintes de la matière. Il est difficile de pénétrer l'action à distance sans invoquer une intervention surnaturelle. Aristote et les scolastiques ont dû construire des mécanismes compliqués pour expliquer pourquoi les objets tombent et comment des projectiles peuvent voyager tout seuls dans les airs. Avec le développement des techniques, on pourrait croire que ces sortes de questions ne se posent plus. Qui va s'interroger sur l'équilibre des astres, la pomme qui tombe? Ma petite-fille, pourtant, a trois ans et demi. Je lui ai offert un bateau téléguidé. Rouge et blanc, avec un drapeau jaune, magnifique. Le lancement a lieu sur le bassin des Tuileries. Après les premiers regards admiratifs, les premières manœuvres, on rappelle le' bateau au port. Elle regarde le boîtier de commande, puis le bateau. - Dis, comment ça marche? Que lui répondre? Elle connaît la radio, la télévision. Elle sait qu'il n'y a personne dans « le poste ». Mais un bateau, cela bouge, cela tourne, cela répond aux instructions données par ses propres doigts. Comment ça marche? demande ma petite-fille. Comment ça marche? demandait Aristote. Newton, rompant avec l'ordre établi ou plutôt avec l'ordre délibérément ignoré, a fracassé deux mille ans de théories. Il a construit un système cohérent reposant sur une action à distance. Il n'a expliqué ni son origine, ni sa transmission. Il n'a pas cherché à le faire, allant jusqu'à confesser son impuissance et son inquiétude. Ensuite, en moins de deux siècles, d'autres interactions se sont manifestées entre des corps dépourvus de tout contact. On s'était habitué peu à peu à la chose, renonçant à la décrypter, ou se satisfaisant de représentations imparfaites. Jusqu'à ce que de nouveaux principes parvinssent à en donner une mathématique, à peu près insaisissable par l'entendement commun, mais solide. Les nouvelles théories renferment une surprise. De la COl1Ç~p.tiondel'infiniment petit et de l'observation de ses effets, voici que se dégage une explication corpusculaire. Corpusculaire, dites-vous? Un jeu de billes où la force est transmise de proche en proche, de contact en ..contact, au moyen de boules de matière, si petites soient-elles? Il n'y a plus d'action à distance1-

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Quelques

énigmes

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Non, ce n'est pas si simple. Ce billard avec lequel on joue est particulier et les règles du jeu en sont complexes. Les boules n'en sont pas de dent d'éléphant, mais d'un matériau quasi impalpable; un peu de matière, un peu de vitesse: énergie et mouvement. Ce sont des photons, des électrons, des muons, qui s'entrechoquent avec des baryons. On les trouve dans les gigantesques instruments que les savants d'aujourd'hui fabriquent pour suivre des particules microscopiques. On les trouve aussi dans les profondeurs de l'univers. Sur les épaules d'Atlas.

Les métamorphoses
Le muscle et le vent

de la notion de force

On peut se demander comment d'une conception intuitive et divinisée on en vient à se retrouver devant une théorie structurée.
« Le courant, la houle et Borée me ferment le détroit... Alors, neuf jours durant, les vents de mort m'emportent sur la mer aux . 2 ..
»

pOissons.

La houle, le courant,. le vent, forces naturelles, presque toujours hostiles car on sait mal les utiliser, encore moins les domestiquer, ce sont les seules, avec la force animale, dont on prenne quelque conscience. Le vent est rarement favorable; il bouscule les belles nefs creuses des Achéens, il déchire les toiles; la voilure carrée n'autorise que les allures très portantes et l'on avance plutôt à l'aviron. Souvent, il porte un nom, comme les hommes et les dieux. La seule force de la nature dont on ait une expérience quotidienne, c'est la pesanteur; elle est si naturelle qu'on ne se demande pas encore comment elle intervient. La force, celle qu'on exerce volontairement, opposée à la ruse, est à moitié personnifiée, synonyme de Violence3. Elle dérive d'une expérience purement anthropologique. Toute autre manifestation est une analogie: la force de l'animal, celle des éléments et plus tard celle d'objets et de phénomènes façonnés à dessein.

2 Homère; L'Odyssée, IX, 80-84.
3 17BIa.

Les épaules d'Atlas Pourquoi la Terre ne tombe-t-elle pas?

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Thalès est né vers 630 avant notre ère. Il n'est pas exagéré d'affirmer que, nulle part avant lui, n'avait existé ni science, ni

philosophie. Il est le premier au monde à « concevoir la possibilité
d'une connaissance du monde fondée sur la raison... et à comprendre la nécessité de ramener la multiplicité des phénomènes à un principe. »4 Concevoir cette nécessité, c'est ouvrir les portes de la philosophie et de la science. Par ces mêmes

portes passeront le « rien ne se perd, rien ne se crée» d e
Lavoisier, la transcendance de Jaspers, la grande unification des forces fondamentales, l'algorithme réducteur convoité par Einstein. On connaît mal la vie de Thalès. Les historiens, aux siècles d'or de la Grèce, lui accordent à peine quelques lignes. Hérodote retient qu'il modifia le lit de l'Halys pour permettre à Crésus de la traverser, Aristote le présente comme un excellent conseil politique et Platon rapporte l'anecdote célèbre et certainement apocryphe, où « une petite servante thrace, toute mignonne» se moque de lui, tombé dans un puits en regardant les étoiles5. Les commentateurs de la basse époque sont plus prolixes mais se perdent souvent dans l'invention. On sait tout de même qu'il a fait un voyage en Égypte d'où il a rapporté des tracés qui, transformés en théorèmes, font de lui le véritable créateur de la géométrie, même s'il faut créditer Euclide de la démonstration rigoureuse de plusieurs d'entre eux. Ses travaux en astronomie, ses remarques sur l'attraction magnétique, complètent le portrait d'un savant éclectique. Il est le fondateur de la communauté de science et de philosophie appelée École de Milet. Sa cosmologie, baignant encore dans le mysticisme, est marqùée par le caractère primordial de l'eau, origine et fondement de toutes choses. Pour lui, comme pour Zeus, il faut quelque chose pour supporter le monde. Et puisque l'eau est l'essence du monde, la Terre est une galette cylindrique qui flotte. Par quoi cette eau est-elle portée? Autant que dans les demeures d'Atlas, il est assez
4 Baccou ; Histoire de la science grecque, ln. 5 Théétète, 174.

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vain de reconstruire ici l'échafaudage des supports jusqu'à ses hypothétiques origines. Cela mis à part, la construction de Thalès est cohérente. Son univers est infini. Le Soleil et les astres n'y sont plus des dieux ni même un de leurs avatars, ni même leur image. Ce sont tout bonnement des masses ignées donc, selon sa physique, une « exhalaison» de l'eau. Avec Anaximène, on revient à des considérations plu~ matérielles. Il remplace l'eau de Thalès par l'air. Pour que la Terre, toujours cylindrique, puisse y flotter, elle est beaucoup plus aplatie. Inutile de s'interroger sur cette statique, Archimède n'est pas encore né. À part ce changement d'élément, la physique et la cosmologie d'Anaximène ne sont guère différentes de celles de Thalès. Pourtant, Pythagore qui succède à l'école de Milet ne trouve plus nécessaire d'inventer un support à la Terre. Il a une bonne raison: la Terre n'est pas immobile. Elle tourne. Non, ce n'est pas Galilée! Elle ne tourne pas sur elle-même ni autour du Soleil, mais autour d'un feu central. Le Soleil, les planètes et la Lune l'accompagnent en ce carrousel. C'est une métamorphose. Du même coup, la Terre et les astres deviennent, pour la première fois, sphériques et ne flottent plus obligatoirement sur un fluide porteur. Ils tournent ensemble, comme fixés à une gigantesque roue, autour d'un feu qui en serait le moyeu. Est-ce un abandon de la notion de force, encore embryonnaire? Existe-t-il des forces cosmiques qui, à distance, composent l'univers, premières hypothèses qui aboutiront à Newton ? Voilà plusieurs questions, en rafale. La connaissance est pavée de questions. On peut tenter d'y répondre. Pythagore était un mystique. Il n'est pas facile de distinguer dans ses doctrines le merveilleux et le rationnel. Quand il retombe sur terre, il est beaucoup plus mathématicien que physicien. C'est un personnage légendaire. À son époque et jusqu'à son biographe Jamblique, deux cents ans après lui, il était d'une nature à demi divine. Il entretenait lui-même cette renommée. Il acceptait complaisamment les légendes qui couraient sur ses origines et allait jusqu'à se présenter comme Apollon réincarné. Ou bien il descendait d'Apollon, à moins que ce ne fût de Jupiter. Son père

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Mnésarchos, conduit à Delphes par ses affaires, en avait profité pour aller consulter la Pythie, comme un voyageur de commerce échoué dans une ville inconnue va de nos jours au cinéma pour tuer une soirée. Il en avait été tellement satisfait qu'il débaptisa sa femme pour l'appeler la Pythienne, et nomma Pythagore le fils qui naquit peu après, vers 580 avant J .C. Grâce à cette origine et à l'éducation exceptionnellement soignée qu'il reçut, celui-ci devint un jeune homme grave et beau, doué d'une mémoire extraordinaire. Le conte de fées ne se termine pas là. Pythagore voyagea en Égypte et en Orient, où il a pu puiser quelque inspiration, mais ses idées et son enseignement mathématique n'ont aucun rapport avec les calculs empiriques et médiocres qu'il y a trouvés. En revanche, il était certainement porté plus qu'un autre à en approfondir les mythes. Hérodote et Jamblique s'étendent complaisamment sur ce caractère. Rentré dans sa patrie, à Samos, il dut la fuir à cause du régime autoritaire de Polycrate qui ne lui convenait guère. Il se fixa à Crotone où il fonda, vers 530, la célèbre école qu'il dirigea jusqu'à sa mort, à un âge avancé. Dès l'origine, ce fut une communauté secrète et initiatique, une sorte d'internat studieux et rude, une secte. La règle était stricte: régime végétarien, étude, méditation et examen de conscience quotidiens. Les candidats subissaient d'abord un noviciat de trois à cinq ans, au terme duquel ils étaient courtoisement remerciés ou acceptés dans le premier cercle des exotériques. La doctrine est proche de celles de l'orphisme et des mystères d'Éleusis dont Pythagore a, sans nul doute, approché les prêtres. Rien d'étonnant à ce que, baigné dans ce milieu spirituel, il ait favorisé un cosmos organisé par l'esprit plutôt que par la physique. La Terre n'avait pour lui besoin d'autre support que celui que lui accordaient les dieux ou plus exactement Zeus, car ses croyances allaient vers un Dieu unique. Croyances conformes à ses idées sur l'organisation des choses où le nombre tenait la place d'honneur et l'unité la préséance. Toujours est-il que cette cosmologie aérée marque un tournant radical dans l'histoire de l'astronomie. Inconsciemment, Pythagore a dessiné les premiers systèmes héliocentriques. Le feu

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central n'est pas le Soleil, mais la Terre décrit des cercles autour de ce feu. Héraclite, et surtout Aristarque de Samos au Ille siècle avant notre ère, feront de no-qyeaux pas dans cette description du monde. Des difficultés de.. représentation mathématique en éloigneront peu à peu leurs successeurs mais la Terre, les planètes et les astres fixes resteront suspendus dans le cosmos sans explication logique. Aristote évoquera l'attraction de la Terre, considérée comme base absolue du monde mécanique. On ne peut pas dire pour autant qu'on s'accoutume à l'idée d'interaction à distance. Plus simplement, on l'ignore. Ses effets font partie d'un univers qui appartient aux divinités. Point de vue qui subsistera longtemps. Les interrogations de Newton ne sont qu'une autre façon de l'exprimer. Et l'espace-temps courbe d'Einstein remplace-t-il ou déplace-t-ille mystère? Tout de même, de temps à autre, un penseur voudrait trouver, pour cette Terre suspendue dans l'espace, une explication où les dieux n'interviennent que modérément. Où se présente, entre eux et notre regard, une architecture de lois qui satisfasse mieux les impénitents raisonneurs que nous sommes. Lorsque Socrate, par la bouche de Platon6, décrit le mécanisme qui permet à la Terre de subsister, «sphérique et au milieu du ciel », c'est un vague rudiment de composition des forces; Timée aussi explique que les forces qui emplissaient le chaos initial n'.étaient ni semblables, ni de poids égal, de sorte qu'aucune partie n'était en équilibre, mais irrégulièrement balancée, secouée; toutefois cette intuition de force et d'équilibre est tout de suite abandonnée pour faire place à ce qui constituera bientôt le fond de la dynamique d'Aristote: la

Terre ne tombe pas parce qu'elle est en son « lieu naturel ».
Il est curieux de remarquer, à propos de ce court passage de Phédon, que Socrate insiste sur deux notions qu'on retrouve dans la cosmologie moderne: l'éther, où baigne la .Terre «dans la partie pure du ci-el» , et l'homogénéité de l'univers. Pour maintenir un objet en équilibre, dit-il en substance, il faut que son « lieu naturel» soit un milieu homogène. Il ouvre ainsi un chapitre de la science qui se trouve au cœur de nos spéculations modernes.

6 Phédon,

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L'univers actuel n'est pas aussi homogène que celui dont Socrate avait besoin pour expliquer pourquoi la Terre ne tombe pas et, par une de ces fantaisies dont l'histoire de la ,science est friande, l'univers qui répondrait à cette hypothèse, c'est celui des premiers instants, dont Socrate, qui croyait à l'infini et à l'éternité du monde, n'avait pas la moindre idée. Après lui, les systèmes cosmologiques prendront diverses formes. Aristote, hormis le mouvement des cinq planètes alors connues, conçoit un univers figé et infini. Si la Terre se trouve en son centre, ce n'est que provisoirement car, au contraire de l'univers éternel, elle a eu une naissance et elle aura une fin. Puis viendront des idées où tous les astres seront en mouvement, sans que se pose la question de leur équilibre. La Terre est au centre; ce sera, jusqu'à la Renaissance, un principe indiscuté. On trouve à peine un débat timide pour savoir si ce centre coïncide avec le centre géographique de la Terre ou, ce qui paraissait plus logique, avec son centre de gravité. Léonard de Vinci, malgré son esprit acéré mais tout imprégné de la physique scolastique, ne doute pas de ce géocentrisme. Les questions qu'on recommence à poser, après la Renaissance, concernent la cinématique du monde, et laissent de

côté les causes de son équilibre. Pour Copernic, Giordano Bruno,
Digges, Tycho Brahé et même Galilée, le mouvement des planètes et des astres est un fait dont on ne cherche pas les raisons. Ils sont en cela moins curieux que les inventeurs du mythe d'Atlas qui avaient besoin d'une force pour soutenir le monde. Descartes, qui ne se résignait pas à accepter les idées de Galilée sur la chute des graves, émet sur l'origine de la pesanteur terrestre une idée bizarre mais qui fait déjà intervenir des corps célestes: «Pour la pesanteur, je n'imagine autre chose que toute la matière subtile qui est depuis ici jusques à la Lune, tournant très promptement autour de la Terre, chasse vers elle tous les corps qui ne se peuvent mouvoir si vite. »7, Jetée dans une lettre au fil de la plllm~,ce n'est pas une théorie (difficile à soutenir d'ailleurs !) De Socrate à Descartes, l'équilibre cosmique était un ordre d'origine divine auquel la sagesse imposait de ne pas chercher de raison. À
7 Lettre à M. de Beaune, 30 avri11639.

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la rigueur, on admettait qu'il en était ainsi pour le confort des hommes. On ne rapprochait nullement la pesanteur terrestre de l'action des astres les uns sur les autres. Dans ce concert de soumissions à quelque ordre surnaturel, une voix, avant celle de Newton, chante une autre musique. Kepler est surtout connu pour les lois qu'il a tirées de multiples observations. Elles se bornent à la cinématique du mouvement des planètes. Pourtant, Kepler, plus que ses prédécesseurs, a porté sur ces questions un raisonnement déductif acéré. Il commence par une remarque: la Lune tourne autour de la Terre, donc il n'existe pas une source unique au mouvement des corps célestes: le système de Copernic est imparfait. Où est la cause de l'attraction des corps célestes, sinon dans leur masse? Les travaux de Gilbert sur le magnétisme lui servent de trame; il n'assimile pas l'attraction à une activité magnétique, mais il en tire des analogies. Kepler a-t-il ou non fait le pas qui consiste à étendre la gravitation à une action réciproque des corps célestes? Il est communément répondu que non. Vraiment?« Comme les mers sont attirées par la Lune, tous les graves ainsi que ces mers sont attirés par la Terre... »8 C'est une sérieuse avancée dans le jardin de Newton, quatre-vingts ans avant lui! Le rôle de la Lune dans les marées était reconnu depuis l'Antiquité, même si quelques attardés, au Moyen Âge et surtout en Chine, le remettaient en question, même si Galilée rejetait encore les idées de Kepler sur l'influence de la Lune à cause de leur relent d'astrologie. Mais comment s'exerce cette influence, cela n'avait pas été élucidé. Kepler est bien le premier qui ait parlé d'attraction sur les eaux. Et qui ait affirmé, nouvelle avancée encore, que la matière de la Lune est la même que celle de la Terre et que l'attraction lunaire est semblable à la gravitation terrestre. Il n'est tout de même pas allé jusqu'au bout du chemin. Il n'a pas affirmé que tous les astres sont de la même étoffe que la Terre; il n'a pas ..envisagé une attraction réciproque et générale entre eux. Sa lettre de 1607 n'évoque pas non plus l'identité de l'attraction terrestre et de l'attraction cosmique, sauf dans son
8 Kepler; Lettre du 9 janvier 1607 à Herwart.

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application à la Lune. Quelques passages de la deuxième édition de son Prodomus dissertationum cosmographicarum n'en constituent une approche que pour les inconditionnels de Kepler. Je ne pense pas qu'on doive les suivre sur ce terrain. Il fallut attendre Newton à la fois pour apprendre qu'une force s'exerce entre tous les corps célestes et pour comprendre que l'attraction des astres est de même nature et obéit aux mêmes lois que celle qui fait tomber les corps lourds sur la terre. Tout de même, soyons justes! Un Arabe du début du XIe siècle, Al Biruni, avait déjà affirmé que les phénomènes physiques sont les mêmes sur le Soleil, sur la Terre et 'sur la Lune. Newton se reconnaissait incapable d'expliquer pourquoi un corps peut agir sur un autre avec lequel il n'est pas en contact. Peut-être à cause d'une émanation des corps? Mais sa logique magistrale repousse aussitôt cette idée car la pesanteur serait alors proportionnelle à la surface et non à la masse. Il répugne à l'idée qu'une force puisse être transmise d'un corps à un autre sans intermédiaire mais, admettant tout de go que la science n'était pas mûre pour enfanter une explication, il décide délibérément de laisser à la postérité le soin de le faire. Retour sur le plancher des vaches

Les idées sur les forces cosmiques ont donc évolué très lentement. On ne manquait pas d'observer cependant que l'équilibre et le mouvement, en notre monde sublunaire, appellent l'idée de force. Pour repousser un voisin gênant comme pour porter un fardeau à bout de bras, il faut un effort musculaire. La notion a néanmoins demandé longtemps pour s'imposer. Comme le note Poincaré, nous n'avons pas encore de définition de la force9. Platon ne possédait de la force qu'une intuition vague. La Grèce, d'ailleurs, ne saisit la force qu'à travers ses manifestations. Elle n'en mesure pas la valeur intellectuelle. En statique, la forte ne devient intelligible que dans les problèmes d'équilibre, ceux qu'Archimède manie avec tant de dextérité. Il emploie d'ailleurs le
9 La science et l'hypothèse, VII.

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