alchimie: mot venant de l’arabe al-kimya, lui-même dérivé d’un mot grec désignant la transmutation des substances en or et en argent. L’alchimie est le prédécesseur de la chimie, et combine certains de ses buts analytiques à la quête métaphysique de la « pierre philosophale », censée transformer la matière en or et donner la vie éternelle.
arianisme: doctrine de ceux qui, comme Newton, adhéraient à l’« hérésie arienne ». Ils ne croyaient pas à la Trinité du Père, du Fils et du Saint-Esprit (absente de la Bible), et professaient l’existence d’un seul Dieu, dont le Christ était la création ultime. Le nom de cette doctrine venait d’Arius, son fondateur, qui vécut en Égypte aux iiie et ive siècles.
calcul infinitésimal: ensemble de techniques mathématiques développées par Newton et Leibniz, qui comprend deux branches. Le calcul différentiel s’intéresse à la manière dont une variable change par rapport à une autre en observant l’impact de modifications infiniment petites. Le calcul intégral est le contraire du calcul différentiel, et peut être utilisé pour déterminer une aire sous-tendue par le graphe d’une fonction. La terminologie utilisée aujourd’hui est celle de Leibniz – Newton l’appelait la « méthode des fluxions ». Newton et Leibniz ont développé leurs idées séparément. Newton a sans doute inventé les fluxions le premier, mais Leibniz a publié avant lui sur le calcul infinitésimal. Il s’est ensuivi une longue dispute d’antériorité.
Conti, Antonio: abbé et mathématicien italien à qui Newton et Leibniz se confièrent durant leur querelle sur l’antériorité de l’invention du calcul infinitésimal. Antonio Conti joua plus ou moins le rôle d’intermédiaire entre eux.
Discours concernant deux sciences nouvelles: œuvre principale de Galilée, dont le titre complet en italien est: Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti alla mecanica ed i movimenti locali (« discours et démonstrations mathématiques concernant deux sciences nouvelles »). Elle contient les idées de Galilée sur la matière et le mouvement, introduit le concept de « relativité », et est bien plus lisible que les ouvrages de Newton.
Leibniz, Gottfried: né à Leipzig, Gottfried Wilhelm Leibniz était un contemporain de Newton et un mathématicien consommé. Sa plus grande réussite a été le développement du calcul infinitésimal, et on utilise encore aujourd’hui sa terminologie et ses symboles, dont le signe summa (∫) pour représenter l’intégration.
Locke, John: philosophe anglais, ami de Newton. Locke était un empiriste – quelqu’un qui pensait que la connaissance n’est pas quelque chose que l’on possède à la naissance et qu’elle vient de l’apport des sens. Cette approche soulignait l’importance de la preuve par rapport à la logique et la rhétorique, et son avantage était d’abandonner l’ancienne perspective grecque pour se rapprocher de la pensée scientifique moderne.
quantités infinitésimales: parts trop petites pour que l’on puisse les mesurer. Le calcul infinitésimal s’intéresse à la division de valeurs en quantités infinitésimales. Quand elles deviennent si petites qu’elles s’évanouissent littéralement, on obtient le résultat recherché.
second prisme: l’idée centrale de l’experimentum crucis de Newton. Après avoir fait passer la lumière à travers un premier prisme, il sépara un segment de couleur, qu’il fit passer par un second prisme, démontrant ainsi qu’il était de nouveau réfracté (à des degrés divers), mais ne changeait pas de couleur.
théologie: littéralement, il s’agit de la « connaissance » ou du « récit » de Dieu. La théologie, que dans certains cercles on appelait « étude de la divinité », était considérée comme le sujet académique le plus important à l’époque médiévale. Du temps de Newton, elle avait perdu son rôle prééminent, car on avait refondu les programmes universitaires.
On pourrait croire que les plus grands bouleversements de la vie de Newton furent ses disputes d’antériorité scientifique, mais ce serait oublier qu’il vivait à une époque de troubles politiques. Et malgré la capacité qu’on lui prêtait de s’absorber entièrement dans la résolution d’un problème, Newton fut mêlé à ces troubles. Quand il monta sur le trône d’Angleterre en 1685, le roi catholique Jacques II était résolu à accorder plus de liberté à ses coreligionnaires. À l’époque, l’université de Cambridge n’était ouverte qu’aux protestants. Newton fit partie de ceux qui, se dressant contre le roi, refusèrent l’intégration des catholiques. Durant la convention parlementaire de 1689, il fut également l’un des deux représentants de l’université à soutenir l’accession au trône du roi protestant Guillaume d’Orange. Son rôle en tant que parlementaire n’eut cependant rien de remarquable – en dehors de votes ponctuels, son acte le plus notable fut de demander que l’on fermât la fenêtre pour éviter les courants d’air. Il représenta de nouveau l’université de Cambridge lors d’un second mandat, de 1701 à 1702, toujours sans influence notable.
Malgré le temps qu’il consacrait à son travail académique, Newton était prêt à défendre l’identité protestante de l’université de Cambridge, et il la représenta deux fois en tant que membre du parlement.
On dit souvent qu’Isaac Newton fut la première personne à être anoblie pour services rendus à la science. Il est vrai que jusqu’à une date récente, il était rare que cet honneur soit décerné à un scientifique (même si le physicien Michael Faraday le refusa, car il n’approuvait pas les honneurs). En pratique, ce fut le soutien de Newton à la cause protestante et son amitié avec le Chancelier de l’Échiquier, Charles Montagu, qui lui valurent d’être fait chevalier.
JACQUES II
1633–1701
Deuxième fils de Charles Ier, il régna sur l’Angleterre de 1685 à 1688.
GUILLAUME D’ORANGE
1650–1702
Prince hollandais qui régna sur l’Angleterre de 1689 à 1672 sous le nom de Guillaume III d’Angleterre, d’Écosse et d’Irlande.
CHARLES MONTAGU
1661–1715
Noble anglais, Chancelier de l’Échiquier de 1694 à 1699.
MICHAEL FARADAY
1791–1867
Physicien et chimiste anglais.
Brian Clegg
Newton s’engagea pleinement dans la lutte politique qui mena à l’abdication du roi catholique Jacques II.
Les devoirs de Newton en tant que membre du parlement impliquaient de fréquents déplacements à Londres. Dans les années 1690, il formula le désir de s’installer dans cette ville et fit savoir à ses amis qu’il y cherchait une position appropriée. L’un de ses anciens étudiants, Charles Montagu, étant récemment devenu Chancelier de l’Échiquier, usa de son influence pour placer son ancien professeur au poste de Gardien de la Monnaie royale. À son arrivée à la Monnaie en 1696– elle était alors abritée dans la Tour de Londres –, Newton la trouva en pleine crise. On était en effet en train de refrapper toute la monnaie du pays, et l’entreprise souffrait d’un gros retard. Newton fit preuve de grandes capacités d’administrateur: il identifia rapidement les failles dues au manque d’équipements, et le projet fut relancé. Une fois la crise écartée, Newton se consacra à l’administration de la Monnaie avec la même ingéniosité dont il avait fait preuve dans ses travaux scientifiques. Son successeur, John Conduitt, déclara plus tard que Newton « eut de fréquentes opportunités d’employer ses talents en mathématiques et en chimie, particulièrement à sa table d’essai des monnaies étrangères ».
Newton passa ses dernières années à la Monnaie royale de Londres, d’abord au poste de Gardien, puis à celui de Maître.
Du temps de Newton, les billets et le crédit n’en étaient qu’à leurs balbutiements, et l’« argent » était encore synonyme de monnaie. La forme la plus courante de crime financier étant la fabrication de fausse monnaie, une part des fonctions de Newton en tant que Gardien de la Monnaie consistait à traquer les faussaires et à recueillir des preuves contre eux. Si, au début, il trouva cette tâche indigne de lui, il finit par prendre goût à son rôle de détective et, selon toute évidence, le joua fort bien.
CHARLES MONTAGU
1661–1715
Proche ami de Newton, Chancelier de l’Échiquier sous le règne de Guillaume III.
JOHN CONDUITT
1688–1737
Mari de la nièce de Newton, il lui succéda au poste de Maître de la Monnaie.
Andrew May
D’un point de vue moderne, il peut paraître étrange qu’un scientifique aussi novateur que Newton se soit intéressé à l’alchimie, un domaine que l’on associe aujourd’hui aux galimatias préscientifiques. Mais Newton était un homme de son temps, et il voyait le monde avec des yeux bien différents des nôtres. À l’instar des érudits du Moyen Âge, qui considéraient la théologie comme « la plus noble des sciences », Newton estimait que son rôle était de comprendre la création divine. Quatre cents ans plus tôt, le moine savant Roger Bacon avait repris dans son Opus majus l’opinion courante selon laquelle les anciens possédaient autrefois un savoir total sur le monde, qui s’était perdu depuis. Newton était du même avis, et c’est cette conviction qui l’a poussé vers l’alchimie. La nature de la matière était au cœur de l’alchimie: on supposait qu’elle était composée des quatre anciens éléments grecs – la terre, l’air, le feu et l’eau –, et que ceux-ci pouvaient être séparés puis réunis. Certains, comme Robert Boyle, s’intéressaient avant tout à la manière dont s’assemblaient les éléments (alchimie spéculative), mais le tempérament mystique de Newton l’attirait vers l’alchimie opérative, c’est-à-dire la possibilité légendaire de transmuter les métaux de base en or.
En homme de son temps, Newton croyait à l’existence d’un ancien savoir secret. L’alchimie, avec ses connotations mystiques, lui permit de donner forme à sa quête.
Newton fut sans doute le plus scientifique des alchimistes, car il prit des mesures et des notes précises de ses travaux. Toutefois, son approche était très différente de celle d’un scientifique moderne, car il s’intéressait aux relations symboliques entre le monde spirituel et les œuvres de la nature. Ses travaux en alchimie restèrent longtemps méconnus, mais leur importance est à prendre en considération dans la perspective de son œuvre.
ROGER BACON
1214/1220–env. 1292
Moine franciscain anglais dont l’Opus majus offre une image précise de l’état de la science à l’époque médiévale.
ROBERT BOYLE
1627–1691
Pionnier anglais de la chimie, qui réalisa des travaux considérables dans la tradition alchimique.
Brian Clegg
Pour Newton, le monde était la création de Dieu et l’alchimie, l’une des voies possibles pour le connaître.
L’intérêt de Newton pour l’alchimie – resté secret une grande partie de sa vie – fut révélé au grand jour quand l’économiste John Maynard Keynes acheta une collection de ses papiers alchimiques en 1936. On sait aujourd’hui que Newton a écrit plus d’un million de mots sur l’alchimie et qu’il était sans doute l’homme le plus cultivé de son temps dans ce domaine. L’un de ses carnets détaille en particulier ses nombreuses expériences chimiques, menées durant trente ans dans une dépendance de ses appartements de Trinity College. En raison du rôle qu’il joue dans le raffinement de l’or, l’antimoine (Sb) revenait souvent dans ses expériences. Il s’agissait en fait de minerai d’antimoine, c’est-à-dire de stibine (Sb2S3). En alchimie, certains métaux étaient symbolisés par des divinités romaines. En lisant le conte d’Ovide dans lequel Vulcain piège sa femme Vénus (cuivre) et son amant Mars (fer) dans un filet métallique, Newton comprit la méthode de fabrication de ce « filet ». Il fallait extraire de l’antimoine de son minerai à l’aide de fer, puis y ajouter du cuivre. Il obtint ainsi un alliage cristallin avec un filet en surface.
Au cours de ses recherches, Newton réalisa un grand nombre d’expériences et prit de nombreuses notes, mais il garda toujours ses travaux secrets.
Newton fit preuve de rigueur intellectuelle et expérimentale dans une discipline assez hasardeuse et produisit notamment ses propres acides minéraux (sulfurique, nitrique et hydrochlorique). En se basant sur les méthodes notées dans l’un de ses carnets, des historiens de l’université d’Indiana fabriquèrent de l’acide sulfurique (huile de vitriol) et de l’acide nitrique (eau-forte), tous deux avec un pH de zéro. Ils réussirent aussi à reproduire le « filet » décrit ci-contre.
OVIDE
43 AV. J.-C.–env. 17
Le poète romain Publius Ovidius Naso.
JOHN MAYNARD KEYNES
1883–1946
Économiste britannique, collectionneur des papiers de Newton.
Simon Flynn
À partir de 1936, Keynes compléta sa collection des papiers alchimiques de Newton et, en 1946, les légua au King’s College de Cambridge.
Au xviie siècle, les postes académiques s’accompagnaient souvent d’obligations religieuses. Quand Newton devint membre du Trinity College de Cambridge, en 1667, ce fut sous la condition expresse qu’il recevrait le sacrement sacerdotal dans les sept années qui suivraient. Cette exigence le poussa à étudier la théologie, et il comprit très vite qu’au moins un dogme fondamental de l’Église d’Angleterre ne lui convenait pas. Il parvint heureusement à s’assurer une dispense spéciale pour éviter de recevoir les Saints Ordres, mais une fois son intérêt éveillé pour la théologie, il en garda le goût jusqu’à la fin de sa vie. L’idée qu’il ne pouvait accepter était celle de la Trinité, soit un Dieu en trois personnes, le Père, le Fils et le Saint-Esprit. Car Newton croyait fermement à un Dieu unique et suprême. Cette croyance a été baptisée « arianisme », du nom d’un des premiers chrétiens hérétiques, Arius. À l’époque de Newton, la négation de la Trinité était considérée comme un blasphème, bien que d’éminents penseurs partageassent cette opinion, notamment le philosophe John Locke. Newton précisa ses convictions dans un traité à usage personnel: Récit historique de deux corruptions notables des Saintes Écritures, qu’il adressa à Locke en 1690. Ce petit ouvrage fut finalement publié en 1754, près de trente ans après la mort de Newton.
Newton croyait en un Dieu unique et tout-puissant. En refusant d’accepter la doctrine traditionnelle de la Sainte-Trinité, il courait le risque d’être accusé de blasphème.
Aux yeux de Newton, la science et la religion n’étaient pas en conflit. Il souligna explicitement ce point dans le General Scholium, une introduction à la seconde édition de ses Principia. Pour lui, le monde physique était la preuve éclatante de l’existence de Dieu: « Ce magnifique système du Soleil, des planètes et des comètes n’a pu procéder que de la volonté et de la puissance d’un Être intelligent… »
ARIUS
env.250–336
Prêtre chrétien primitif qui s’opposa à la doctrine de la Sainte-Trinité.
JOHN LOCKE
1632–1704
Philosophe anglais, figure majeure des Lumières.
Andrew May
Newton était convaincu que la Création était soumise « à la puissance d’un seul Être… le suprême Gouverneur de l’univers ». Il ne pouvait donc croire à la Trinité du Père, du Fils et du Saint-Esprit.
L’intérêt de Newton pour la théologie le poussa à étudier la Bible, qu’il lut non seulement en latin et en anglais, mais aussi en hébreu et en grec. Particulièrement fasciné par la chronologie des anciens royaumes telle que révélée par l’Ancien Testament, il se convainquit que l’opinion générale concernant le déroulement de ces événements était fausse et entreprit d’en rédiger sa propre version. En 1716, l’existence de ce travail arriva aux oreilles du philosophe italien Antonio Conti, qui en parla à son tour à la princesse de Galles, Caroline de Brandebourg-Ansbach. Sa chronologie n’était pas encore prête à être publiée, Newton en prêta une copie à la princesse sous réserve qu’elle la garde pour elle. Mais Conti emporta le manuscrit en France, où une version non autorisée fut publiée. La dernière lettre que Newton adressa aux Transactions philosophiques de la Royal Society, en mai 1725, visait à se distancier du livre paru sous son nom en France. La version finale, dont il était beaucoup plus satisfait, parut un an après sa mort, sous le titre La Chronologie des anciens royaumes corrigée. C’est une œuvre gigantesque, qui témoigne des recherches minutieuses de Newton, mais la plus grande partie de son contenu n’a malheureusement pas résisté à l’épreuve du temps.
Newton était fasciné par le déroulement des événements décrits dans la Bible, et il consacra un temps considérable à rédiger une chronologie détaillée des anciens royaumes.
Newton s’intéressait également à ce que la Bible prédisait du futur. En interprétant le Livre de Daniel, il calcula que le second avènement du Christ, que beaucoup de ses contemporains croyaient imminent, ne se produirait pas avant l’an 2060. Pour lui, c’était un futur très lointain, mais cela paraît beaucoup plus proche aujourd’hui !
L’ARIANISME, LA THÉOLOGIE DE NEWTON
ANTONIO CONTI
1677–1749
Philosophe italien.
CAROLINE DE BRANDEBOURG-ANSBACH
1683–1737
Princesse de Galles de 1714 à 1727, épouse du roi George II.
Andrew May
Les Observations sur les prophéties de Daniel et l’Apocalypse de saint Jean furent publiées en 1733. Newton avait calculé que le second avènement du Christ adviendrait en l’an 2060.
Si Newton entretint de nombreuses controverses au cours de sa vie, la plus importante fut sans doute sa longue querelle sur la paternité du calcul infinitésimal avec Gottfried Wilhelm von Leibniz (ou seulement « Leibniz », son droit à la particule étant discuté).
Né dans une famille universitaire à Leipzig en 1646, Leibniz commença très tôt – à l’instar de Newton – à remettre en cause la philosophie naturelle des Grecs anciens. À l’université, il étudia d’abord le droit et la philosophie, avant de se découvrir un intérêt croissant pour les mathématiques, qui devinrent l’objet principal de ses travaux quand il quitta Leipzig.
Envoyé en 1672 en mission diplomatique à Paris pour quatre ans, il put nouer d’excellents contacts dans le monde mathématique et scientifique. C’est ainsi qu’il devint membre de la Royal Society en 1673, un an après Newton, et y présenta un calculateur mécanique qu’il avait conçu. En 1676, toujours à Paris, il écrivit son traité De quadratura arithmetica circuli ellipseos et hyperbolae cujus corollarium est trigonometria sine tabulis (« de la quadrature arithmétique du cercle, de l’ellipse et de l’hyperbole »). Cet ouvrage traite surtout des indivisibles, que l’on appelle aujourd’hui « les infinitésimaux », la composante essentielle du calcul intégral. Il permit plus tard de comprendre le développement de la pensée de Leibniz, mais n’eut pas de répercussions sur ses contemporains mathématiciens, car, étonnamment, il ne fut publié qu’en 1993. Leibniz poursuivit l’élaboration de sa théorie en correspondant avec Henry Oldenburg et John Collins, tous deux familiers des idées de Newton. Ce dernier adressa quelques lettres à Leibniz, visant apparemment à établir l’antériorité de ses idées, mais Leibniz publia en 1684 sa version du calcul intégral (avec sa notation actuelle), bien avant Newton. Des accusations– jusqu’alors voilées – de plagiat furent soudain portées sur la place publique par le mathématicien écossais John Keill, qui, dans un article, accusa Leibniz d’avoir volé les idées de Newton.
La controverse se poursuivit pendant des années, creusant un fossé entre les mathématiciens anglais et continentaux, qui mit plus de cent ans à se résorber. Leibniz continua à travailler jusqu’à la fin de sa vie en mathématiques et en philosophie, où il fit des progrès significatifs en logique formelle, mais aucun de ses travaux postérieurs n’eut autant d’influence que son calcul intégral.
Brian Clegg
1662
Obtient son baccalauréat de philosophie à l’université de Leipzig.
1666
Doctorat en droit à l’université d’Altdorf.
1672
S’installe pour quatre ans à Paris.
1673
Est élu membre de la Royal Society.
1675
Est admis à l’Académie des sciences de Paris à titre honoraire.
1676
S’établit à Hanovre et devient le bibliothécaire du duc de Brunswick.
1677
Devient conseiller privé de justice.
1677
Propose une fédération européenne des États.
1684
Publie Nouvelle méthode pour chercher les maxima et les minima, qui expose les grandes lignes du calcul différentiel.
1700
Participe à la fondation de l’Académie des sciences de Berlin.
1710
Publie son traité philosophique: Théodicée.
1713
Le rapport d’antériorité de la Royal Society, écrit par Newton, tranche en faveur de ce dernier.
14 novembre 1716
S’éteint à Hanovre.
En un temps où les livres étaient à la fois chers et relativement rares, Newton constitua une bibliothèque étonnamment vaste. À sa mort, il laissa 2 100 titres, nombre d’entre eux usés et cornés. Sa bibliothèque resta intacte jusqu’en 1920, date à laquelle un peu plus de la moitié des livres furent vendus aux enchères. Certains volumes portaient les détails de leur acquisition et, pour d’autres – une trentaine environ –, leur prix, variant de 1 shilling 6 pennies à 7 pounds. Cela représenterait aujourd’hui 1 280 € en valeur absolue et près de 20 000 € en valeur marchande. Le plus surprenant est néanmoins la composition de la bibliothèque elle-même. Seuls 109 ouvrages traitaient de physique et d’astronomie, tandis que 138 avaient pour objet l’alchimie, 126 les mathématiques et 477 la théologie (pour être exact, certains des livres de mathématiques traitaient aussi de physique, dont les Principia eux-mêmes). Parmi de nombreux autres, Newton possédait aussi 46 livres de voyage, 149 livres de littérature classique et 58 de littérature moderne, 31 d’économie et 6 de numismatique. Puisqu’il s’agissait certainement d’une bibliothèque de travail, certaines omissions ne manquent pas de surprendre, notamment le principal ouvrage de Galilée: Discours sur deux sciences nouvelles.
La bibliothèque de Newton donne un aperçu de l’étendue de ses centres d’intérêt: un tiers seulement de ses ouvrages concernaient les mathématiques ou la science.
Pour la replacer dans son contexte, on peut comparer la bibliothèque de Newton à celle de Lord Kedermister, conservée à l’église St. Mary de Langley Marish, dans le Berkshire. Fondée en 1631 pour le bénéfice des « ministres de […] Langley et autres du comté de Buckingham pour servir ce que de droit », celle-ci contenait 307 ouvrages principalement religieux, mais pas uniquement. À titre de comparaison, la librairie du Trinity College de Cambridge comprenait à la même époque 3 000 ou 4 000 livres.
GALILÉE
1564–1642
Philosophe naturaliste italien.
SIR JOHN KEDERMISTER
m. 1631
Bienfaiteur de la bibliothèque Kedermister, abritée par l’église de Langley Marish.
Brian Clegg
