NEWTON
Principes mathématiques de la philosophie naturelle
Préface de M. Cotes (extraits)


 

[…] On peut rapporter à trois différentes classes tous les Auteurs qui ont entrepris de traiter la Physique. On a vu d’abord des Philosophes qui ont donné à chaque espèce particulière de corps des qualités occultes et propres à chacun, d’où ils ont ensuite fait dépendre d’une manière encore plus occulte les Phénomènes dont nous sommes témoins. C’est là le fondement de la Philosophie de l’École, enseignée par Aristote et par les Péripatéticiens. Selon eux, chaque effet particulier dépend absolument d’une certaine Nature propre à chacun des corps qui en est le sujet ou la cause ; mais ils gardent un profond silence sur la cause et le principe de cette Nature. Puis donc qu’ils ont laissé les choses pour ne s’occuper que des mots ; on ne doit les regarder tout au plus que comme les inventeurs d’une espèce de jargon philosophique, et non comme les auteurs d’une véritable Philosophie.

D’autres ont pris le parti d’abandonner des mots vides de sens, et se sont flattés d’acquérir une gloire plus solide par des travaux plus réels. Ils ont donc posé pour principe, que toute la matière en général est de même nature ou homogène ; et que la variété que l’on remarque dans tout corps en particulier par sa configuration extérieure, ne dépend que de quelques affections très simples en elles-mêmes, et très faciles à concevoir. Rien de mieux que de procéder ainsi du plus simple au plus composé ; pourvu néanmoins que l’on ne donne pas à ces propriétés primitives et primordiales d’autres modes ni d’autres bornes que celles que la Nature a prescrites elle-même. Mais bientôt ces derniers Philosophes admirent à leur gré telles grandeurs et telles figures qu’ils jugèrent à propos ; imaginèrent au besoin des mouvements et des positions respectives dans les parties composantes des corps : enfin ils forgèrent des fluides invisibles, doués d’une subtilité miraculeuse, agités par des mouvements secrets, capables de pénétrer les pores de tous les Corps, comme si la matière n’opposait aucune résistance ; et par là ils tombèrent dans des rêveries aussi ridicules que celles des Anciens, en négligeant de s’instruire et d’examiner la véritable constitution de la nature ; connaissance qu’on ne doit pas assurément chercher dans des conjectures trompeuses, puisque les observations les plus incontestables ont encore bien de la peine à nous la procurer.

Venons à la troisième classe, à ceux qui dans leur Philosophie ne reconnaissent d’autre règle que l’expérience. Ces derniers, bien convaincus que l’on doit, autant qu’il est possible, faire dépendre les effets des causes les plus simples, n’admettent cependant aucun principe qui ne soit prouvé par des observations constantes. Ils ne font point d’hypothèses, et n’en reçoivent aucunes en physique, si ce n’est pour les soumettre à l’examen et reconnaître leur vérité ou leur fausseté par une discussion exacte et rigoureuse. Ils emploient dans cette recherche les deux méthodes connues de tout le monde, l’Analyse et la Synthèse. Avec le secours de la première, de quelques Phénomènes choisis adroitement, ils déduisent les forces de la Nature, et les lois les plus simples qui dérivent de ces mêmes forces ; ils exposent ensuite synthétiquement l’ordre et la disposition des autres qui dépendent immédiatement de ces premières. C’est là sans doute la meilleure Philosophie, et c’est aussi celle qu’a choisie notre illustre Auteur et qu’il a cru justement préférable à toute autre. C’est la seule qu’il ait jugée digne de ses soins et de ses travaux, et qu’il ait cru devoir perfectionner et embellir. L’explication du système du Monde qui se déduit si facilement de sa Théorie de la gravité, est à la fois une heureuse application de cette nouvelle philosophie, et un modèle que l’on ne peut trop imiter. Quelques Philosophes, avant M. Newton, ont soupçonné que la pesanteur pouvait être une propriété commune à tous les corps ; d’autres l’ont imaginé gratuitement : notre Philosophe est le premier et le seul qui ait pu le démontrer par les Phénomènes, et en faire le fondement inébranlable des Théories les plus brillantes.

[…]

Commençons donc d’abord par ce qu’il y a de plus simple et de plus à notre portée : jetons les yeux sur notre globe, et voyons quelle est la nature de la gravité dans les Corps sublunaires ; afin d’être plus assurés dans nos recherches, lorsque nous en serons aux Corps célestes qui se trouvent si éloignés de notre habitation. Tous les Philosophes sont d’accord pour admettre une gravitation générale de tous les Corps terrestres vers notre globe. On est convaincu par un grand nombre d’expériences, qu’il n’y a pas de Corps vraiment léger. Ce que l’on appelle légèreté n’est qu’une propriété relative et apparente ; ce n’est pas une légèreté absolue et véritable ; on sait qu’elle dépend d’une gravité plus puissante des Corps environnants.

Cela posé, puisque les Corps gravitent vers la Terre, il faut aussi que la Terre gravite également vers les Corps ; car il est aisé de prouver , comme on va le faire tout à l’heure, que l’action de la gravité est égale et réciproque. Imaginons la masse de la Terre partagée en deux parties quelconques, égales ou inégales. Si les efforts ou les poids de chaque partie l’une vers l’autre n’étaient pas égaux, la plus faible cèderait nécessairement à la plus forte, et les deux parties ainsi unies continueraient de se mouvoir à l’infini vers le point du ciel opposé à la direction de la plus pesante ; ce qui est absolument contraire à l’expérience ; il faut donc dire que les poids des parties sont dans un parfait équilibre, c’est-à-dire, que l’action de la gravité est égale et réciproque.

[…]

Il suit de là que la force attractive (ou la pesanteur) des corps résulte des forces attractives (ou des pesanteurs ) de chaque partie qui les composent ; puisque cette force de gravitation augmente ou diminue selon que la quantité de matière augmente ou diminue. Il faut regarder l’action de la Terre comme le résultat des actions réunies de toutes ses parties ; et par conséquent il faut que tous les corps terrestres s’attirent avec des forces absolues qui soient en raison de la matière attirante. Telle est la nature de la gravité sur la Terre : voyons maintenant ce qu’elle est dans les cieux.

[…]

De ce que l’on vient de dire, il suit évidemment que les Planètes sont retenues dans leurs orbites par une force qui agit continuellement sur elles ; que cette force est toujours dirigée vers le centre de ces orbites ; qu’elle augmente à mesure que les Planètes approchent du centre, et qu’elle diminue à mesure qu’elles s’en éloignent ; que l’augmentation croît comme le carré de la distance décroît. Examinons présentement par une comparaison bien établie, si la pesanteur qui fait tomber les corps sur notre globe n’est pas de même nature que les forces centripètes qui retiennent les Planètes dans leurs orbites. Le moyen de s’en assurer, c’est de voir si l’on ne pourra pas trouver de part et d’autre les mêmes lois et les mêmes propriétés. […] 

Il faut reconnaître maintenant d’après tout ce que l’on vient de voir, que la Terre, le soleil et tous les corps célestes qui accompagnent le soleil ont une gravitation réciproque les uns vers les autres, par laquelle ils paraissent s’attirer. Donc chacune de leurs parties, si petite qu’elle soit, a pareillement une force d’attraction proportionnelle à sa masse, suivant ce que l’on a dit plus haut sur les corps terrestres : à différentes distances, les forces de ces mêmes parties seront réciproquement comme les carrés des distances ; car il est encore démontré que les globes qui attirent, suivant cette loi, doivent être composés de parties attirantes dans la même raison.

Les conséquences que l’on vient de déduire, sont fondées sur cet axiome reçu de tous les Philosophes, que les effets de même genre dont les propriétés connues sont les mêmes, ont aussi les mêmes causes, d’où naissent les mêmes propriétés, quoique ces causes ne soient pas encore connues. Qui doute en effet, si c’est la pesanteur qui fait tomber les pierres en Europe, que ce ne soit aussi la même pesanteur qui les fasse tomber en Amérique ? Si la pesanteur est réciproque entre la Terre et les pierres en Europe, qui pourra nier qu’elle ait la même propriété en Amérique ? Si la force attractive de la Terre ou d’une pierre est le résultat des forces attractives des parties dans l’Europe ; ne faut-il pas aussi qu’en Amérique elle résulte d’une pareille combinaison ? Si la force de la pesanteur se trouve dans toutes les espèces de corps , et se fait sentir à toutes sortes de distances en Europe, pourquoi voudrions-nous soutenir qu’elle n’aurait pas aussi les mêmes propriétés en Amérique ? Cette règle est la base de toute la Philosophie ; supprimez-la et vous ne pourrez plus rien établir d’universel. On ne connaît la nature de chaque chose que par les observations et les expériences, et de là il suit que nous ne jugeons que par cette règle d’analogie.

Puis donc que tous les corps terrestres et célestes que nous pouvons observer, ou sur lesquels nous pouvons faire des expériences, sont des corps pesants ; il faudra dire que la pesanteur est une propriété qui convient à tous les corps ; et de même que nous n’en pouvons concevoir aucuns qui ne soient étendus, mobiles et impénétrables, nous ne pouvons pas non plus en concevoir qui ne soient pesants. C’est par l’expérience que nous connaissons l’étendue, la mobilité et l’impénétrabilité des corps, et c’est aussi par l’expérience que nous connaissons leur gravité. Tous les corps que nous avons pu observer sont étendus, mobiles et impénétrables ; et nous en concluons que tous, ceux mêmes sur lesquels nous n’avons pas pu faire d’observations, sont pareillement étendus, mobiles et impénétrables. Tous les corps que nous avons pu observer sont pesants, et nous concluons légitimement de même que ceux sur lesquels nous n’avons point fait d’expériences, sont aussi des corps pesants. Si l’on nous dit que les corps des étoiles fixes n’ont point de gravité, parce que l’on n’a pas encore pu l’observer, on pourra nous prouver aussi par le même raisonnement que ces corps ne sont ni étendus, ni mobiles, ni impénétrables ; car on n’a pas encore observé ces propriétés dans les fixes. Mais à quoi bon m’arrêter plus longtemps ? il faut que la pesanteur soit une des propriétés primitives de tous les corps, ou que l’on cesse de regarder comme telle leur étendue, leur mobilité, leur impénétrabilité ; il faut que l’on puisse expliquer exactement les phénomènes de la nature par la loi de la pesanteur , ou que l’on renonce à en donner une explication raisonnable en faisant usage de l’étendue, de la mobilité et de l’impénétrabilité des corps.

Je ne doute pas qu’on ne désapprouve cette conclusion, et qu’on ne me reproche de ramener les qualités occultes. On ne cesse de nous objecter que la gravité est une qualité de cette espèce, et qu’on doit bannir absolument de la philosophie toutes les explications fondées sur de pareilles causes : mais nous pouvons répondre que l’on ne doit pas appeler occultes des qualités dont l’existence est évidemment démontrée par l’expérience ; mais celles-là seulement qui n’en ont qu’une imaginaire, et qui ne sont prouvées en aucune manière. Ceux qui ont réellement recours aux qualités occultes sont ceux qui, pour expliquer les mouvements de la nature, ont imaginé des tourbillons d’une matière qu’ils forgent à plaisir, et qui ne tombe sous aucun sens.

Faudra-t-il donc rejeter la gravité de tous les ouvrages philosophiques, comme une qualité occulte, par ce que l’on ignore jusqu’à présent la cause de cette même gravité ? En établissant de pareils principes, que l’on prenne garde de donner dans des absurdités manifestes, et de ruiner par là tous les fondements de la Philosophie. En effet toutes les causes sont liées les unes aux autres par une chaîne non interrompue, et se déduisent les unes des autres en allant du plus simple au plus composé. Si vous arrivez une fois à la cause la plus simple, il ne vous sera pas possible de remonter plus haut ; car on ne peut pas donner une explication mécanique de la cause la plus simple ; et si cela se pouvait, dès lors elle cesserait d’être telle. Il faudra donc traiter de qualités occultes les causes de cette nature, et les bannir de la Philosophie ; ce qui ne peut avoir lieu, que l’on n’exclue pareillement toutes celles qui dépendent immédiatement des premières, et celles qui se déduisent des secondes, et ainsi de suite jusqu’à ce que l’on ait absolument supprimé toutes les causes des phénomènes qu’il faut expliquer.

 […]

Se flatter de pouvoir découvrir les principes d’une vraie physique et les lois de la nature par la seule force de son génie, en fermant les yeux sur tout ce qui nous environne, pour ne consulter que la lumière d’une raison intérieure ; c’est établir que le monde existe nécessairement, et que les lois dont il s’agit sont des suites immédiates de cette nécessité : ou si l’on est persuadé que cet Univers est l’ouvrage d’un Dieu ; c’est avoir assez d’orgueil pour imaginer qu’un être aussi petit, aussi faible que l’homme, connaît néanmoins avec évidence ce que Dieu pouvait faire de mieux. Toute Philosophie saine et véritable est uniquement appuyée sur les phénomènes. Si les mêmes phénomènes nous conduisent de gré ou de force à des principes dans lesquels on voit briller évidemment l’intelligence et le pouvoir absolu d’un Être souverainement sage et puissant ; ce n’est pas une raison de les rejeter, parce qu’ils déplairont à quelques particuliers ; que ce soit pour ces gens-là des miracles ou des qualités occultes, on ne doit point leur imputer les noms que la malice peut leur donner ; à moins qu’on ne veuille nous avouer tout simplement que la philosophie doit être fondée sur l’Athéisme ; mais il ne faut pas altérer et corrompre la Philosophie pour des hommes de cette espèce ; l’ordre de la nature doit être aussi sacré qu’il est immuable.

Les gens de bien et les juges équitables dans cette matière regarderont certainement comme la plus excellente manière de traiter la Philosophie, celle qui est fondée sur les expériences et les observations. Nous ne pouvons exposer ici la gloire et l’éclat que cette nouvelle Philosophie reçoit de l’excellent Ouvrage, de notre illustre Auteur. Rien de plus juste que le respectueux étonnement avec lequel ceux qui ont approfondi ces matières ne cessent d’admirer la force et la grandeur de cet heureux génie occupé à résoudre les problèmes les plus difficiles, et si supérieur à tout ce que l’on pouvait attendre de l’esprit humain : il a, pour ainsi dire, déchiré le voile de la nature pour nous en découvrir les plus admirables mystères.  […]

À Cambridge, le 12 Mai 1713.

                                          Roger Cotes, Associé du Collège de la Trinité, et Professeur d’Astronomie et de Physique expérimentale.