DIE ERSTE FRAU IN DER FRANZÖSISCHEN WISSENSCHAFT

"Die Erfahrung ist der Stock, den die Natur uns anderen Blinden gegeben hat, um uns in unseren Forschungen zu führen"
Émilie Du Châtelet, Institutions de physique, Paris, Prault, 1745, Seite 10

* Eine Frau der Wissenschaft


Emilie Du Châtelet an ihrem Schreibtisch
ölgemälde, Choisel, Schloss von Breteuil, cr Henri-François de Breteuil, photo von Philippe Sébert

Dieses von einem unbekannten Künstler des 18 Jahrhunderts gemalte Porträt von Madame Du Châtelet, stellt sie mit allen ihren Elementen ihrer Persönlichkeit dar, wie ihre Zeitgenossen sich sie vorstellten: der Schreibtisch an dem sie studierte, Bücher, der Zirkel und das geometrische Zeichnungsheft der Mathematikerin aber auch ein elegantes Kleid, Schleifen, Spitzen, Schmuck, eine ausgesuchte Frisur, ein bedachtsamer Blick mit einem angenehmen Ausdruck. Das Gemälde wird im Schloss von Breteuil in der Nähe von Paris aufbewahrt. Dieses Schloss, das man besichtigen kann, wird immer noch von den Nachkommen der Familie von Madame Du Châtelet, geborene von Breteuil, bewohnt.

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Die wissenschaftliche Kultur war bei den Frauen des 18. Jahrhunderts wenig verbreitet. Sie entsprach keinen Berufsperspektiven, und die Frauen der begünstigten Gesellschaftsschicht erhielten eine Erziehung, die vor allem auf unterhaltende Künsten, Fremdsprachen und literarische Kultur ausgerichtet war. Die Ausnahme, die den Fall von Madame Du Châtelet bildet, erklärt sich durch die besondere Sorgfalt, die ihr Vater bei ihrer Erziehung walten ließ, und durch ihre eigene Entschlossenheit, die sie dazu brachte, die berühmtesten französischen Gelehrten ihrer Zeit, wie die Akademiemitglieder Clairault und Maupertuis, um Unterricht zu bitten. Sie nützte die Gelgenheiten zur Begegnung aus, die das Gesellschaftsleben in Paris anbot, wo der Hochadel mit den Intellektuellen in den Salons, in den Schlössern der Umgebung und am Hofe in Kontakt kam. Der europaweite wissenschaftliche Ruf Madame Du Châtelets verdankt sich zu ihren Lebzeiten zwei Werken:  „Dissertation sur la nature et la propagation du feu“, 1739; „Institutions de physique“ 1740.

* La dissertation sur la nature du feu
Selon une pratique courante au XVIIIe siècle, l’Académie des Sciences de Paris proposa en 1739 aux savants et aux simples amateurs une question dérivant des travaux de Newton sur laquelle butait la science du temps: qu’est-ce que le feu? Les meilleures réponses, présentées de façon anonyme, devaient être récompensées. Emilie Du Châtelet et Voltaire qui vivait alors avec elle au château de Cirey voulurent répondre à la question chacun de son côté. Ils n’obtinrent pas le prix, qui revint à Euler, évidemment, mais le mémoire de Mme Du Châtelet parut si remarquable que, à la demande de Réaumur, l’Académie décida de le faire imprimer à ses frais. Dans ces fragments, qui commencent par le début du mémoire, on remarquera le souci de rigoureuse logique dans la pensée et dans la présentation; mais surtout le recours à l’observation et à l’expérimentation. Mme Du Châtelet avait fait de nombreuses expériences à son domicile (par exemple avec des miroirs ou des lentilles comme le "verre ardent" qui concentre les rayons du soleil, ou bien avec des mélanges chimiques), pour lesquelles elle protégeait ses belles robes d’un tablier noir. Le feu était considéré comme un corps à part, qui pouvait être mêlé, sous forme de "parties ignées", à d’autres corps.

Le feu se manifeste à nous par des phénomènes si différents, qu’il est presque aussi difficile de le définir par ses effets, que de connaître entièrement sa nature : il échappe à tout moment aux prises de notre esprit, quoiqu’il soit au-dedans de nous-même, et dans tous les corps qui nous environnent.

I. Que le feu n’est pas toujours chaud et lumineux.

La chaleur et la lumière sont de tous les effets du feu ceux qui frappent le plus nos sens ; ainsi, c’est à ces deux signes qu’on a coutume de le reconnaître, mais en faisant une attention un peu réfléchie aux phénomènes de la Nature, il semble qu’on peut douter si le feu n’opère point sur les corps quelque effet plus universel, par lequel il puisse être défini.
On ne doit jamais conclure du particulier au général, ainsi quoique la chaleur et la lumière soient souvent réunies, il ne s’ensuit pas qu’elles le soient toujours ; ce sont deux effets de l’être que nous appelons Feu, mais ces deux propriétés, de luire et d’échauffer, constituent-elles son essence ? En peut-il être dépouillé ? Le feu enfin est-il toujours chaud et lumineux ?
Plusieurs expériences décident pour la négative.
1° Il y a des corps qui nous donnent une grande lumière sans chaleur: tels sont les rayons de la lune, réunis au foyer d’un verre ardent (ce qui fait voir en passant l’absurdité de l’astrologie) on ne peut dire que c’est à cause du peu de rayons que la lune nous renvoie, car ces rayons sont plus épais, plus denses, réunis dans le foyer d’un verre ardent, que ceux qui sortent d’une bougie, mais même la plus petite étincelle nous brûle à la même distance à laquelle les rayons de la lune réunis dans ce foyer ne font aucun effet sur nous.
Ce n’est point non plus parce que ces rayons sont réfléchis, car les rayons du soleil réfléchis par un miroir plan, et renvoyés sur un miroir concave, font, à peu de chose près les mêmes effets que lorsque le miroir concave les reçoit directement. […]

Si le mouvement produit le feu

1° Si le feu était le résultat du mouvement, tout mouvement violent produirait du feu, mais des vents  très forts comme le vent d’Est ou du Nord, loin de produire l’inflammation de l’air et de l’atmosphère qu’ils agitent, produisent au contraire un froid dont toute la nature se ressent, et qui est souvent funeste aux animaux, et aux biens de la terre.
2° Nous avons dans la chimie des fermentations qui font baisser le thermomètre, il est vrai que dans ces fermentations, les parties ignées s’évaporent, puisque la vapeur que le mélange exhale est chaude, ainsi ces fermentations mêmes sont causées par le feu qui se retire des pores des liqueurs, mais il n’en est pas moins vrai que la quantité de feu est diminuée dans les corps qui fermentent, et dont les parties sont cependant dans un mouvement très violent : donc le mouvement de ces liqueurs les a privées du feu qu’elles contenaient, loin d’en avoir produit.
Enfin dans ces fermentations, le mélange se coagule dans quelques endroits, ce qui prouve ce que j’ai dit ci-dessus, que sans le feu tout serait compact dans la nature.   
3° Les rayons de la lune, qui sont dans un très grand mouvement, ne donnent aucune chaleur.
4° Un mélange de sel ammoniac et d’huile de vitriol produit une fermentation qui fait baisser le thermomètre, mais si on y jette quelques gouttes d’esprit de vin, l’effervescence cesse, et le mélange s’échauffe, et fait alors hausser le thermomètre. Voilà donc un cas dans lequel le mouvement étant diminué, la chaleur a augmenté : donc le mouvement ne produit point de feu.

Emilie du Châtelet, Dissertation sur la nature et la propagation du Feu, 1739
Paris, Prault fils, 1744, p. 1-3, 15-16

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Madame Du Châtelet, Dissertation sur la nature et la propagation du feu
Paris, Prault fils, 1744, page de titre
BNF, réserve des livres rares, Z Bengeco 853 -1

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Couples en habits exotiques dansant devant un feu (détail), G. Guardi,
1742-1743

huile sur toile, 46x64 cm, collection particulière
* Les institutions de physique : Un cours de physique moderne
La connaissance qu’elle avait de la physique contemporaine, Mme Du Châtelet voulut la mettre au service de la jeunesse, en pensant  aux études futures de son fils alors âgé de huit ans seulement (qui devait devenir officier, ambassadeur et sera guillotiné pendant la Révolution). C’est à lui qu’elle dédie ses Institutions de physique (c’est-à-dire "cours méthodique"). Elle y part des notions les plus simples pour aboutir aux connaissances les plus complexes de la science de son temps. Ce livre connut un grand succès de diffusion et de traduction, au point que l’Allemand Samuel Koenig qui avait formé Emilie Du Châtelet à la physique de Leibniz, voulut  s’en dire l’auteur. Dans sa préface, elle réhabilite l’éducation scientifique, généralement négligée au profit de la culture littéraire, en insistant sur sa valeur formatrice et sur le plaisir qu’elle procure, mais aussi en expliquant pourquoi elle doit se situer dès l’enfance. En attendant que l’élève maîtrise l’algèbre, il doit se servir de ses connaissances en géométrie, moins abstraites. Le premier chapitre reste à ce jour une des plus nettes expositions de la doctrine de Leibniz en français. Objet de deux comptes rendus élogieux dans le Journal des savants, ce livre valut aussi à son auteur une controverse ouverte avec le secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences Dortous de Mairan sur la théorie des forces. De réponse en réponse, le débat attira l’attention des étrangers et suscita, en 1742, une deuxième édition des Institutions de physique, et une traduction en allemand et en italien intégrant tous les éléments du débat. Emilie Du Châtelet fut appuyée par Koenig et par Maupertuis qui écrivit "Elle a raison pour le fond et pour la forme". C’est la première controverse scientifique réelle et d’envergure entre un homme et une femme. Résultat : en 1746, Madame Du Châtelet est élue à l’Académie de Bologne, la seule ouverte aux femmes, et la Décade d’Augsbourg de 1746, genre de Gotha intellectuel, la classe parmi les dix savants les plus célèbres de l’époque.

Le manuscrit de cette oeuvre est conservé à la BNF, département des manuscrits (Fr 12265).
J'ai toujours pensé que le devoir le plus sacré des hommes était de donner à leurs enfants une éducation qui les empêchât dans un âge plus avancé de regretter  leur jeunesse, qui est le seul temps où l’on puisse véritablement s’instruire ; vous êtes, mon cher fils, dans cet âge heureux où l’esprit commence à penser, et dans lequel le cœur n’a pas encore des passions assez vives pour le troubler.
C’est peut-être à présent le seul temps de votre vie que vous pourrez donner à l’étude de la nature. Bientôt les passions et les plaisirs de votre âge emporteront tous vos moments ; et lorsque cette fougue de jeunesse sera passée, et que vous aurez payé à l’ivresse du monde le tribut de votre âge et de votre état, l’ambition s’emparera de votre âme ; et quand même dans cet âge plus avancé, et qui souvent n’en est pas plus mûr, vous voudriez vous appliquer à l’étude des véritables sciences, votre esprit n’ayant plus alors cette flexibilité qui est le partage des beaux ans, il vous faudrait acheter par une étude pénible ce que vous pouvez apprendre aujourd’hui avec une extrême facilité. Je veux donc vous faire mettre à profit l’aurore de votre raison, et tâcher de vous garantir de l’ignorance qui n’est encore que trop commune parmi les gens de votre rang, et qui est toujours un défaut de plus, et un mérite de moins. […]
Il faut accoutumer de bonne heure votre esprit à  penser, et à pouvoir se suffire à lui-même: vous sentirez dans tous les temps de votre vie quelles ressources et quelles consolations on trouve dans l’étude, et vous verrez qu’elle peut même fournir des agréments et des plaisirs.
L’étude de la physique paraît faite pour l’homme: elle roule sur les choses qui nous environnent sans cesse et desquelles nos plaisirs et nos besoins dépendent. Je tâcherai, dans cet ouvrage, de mettre cette science à votre portée et de la dégager de cet art admirable qu’on nomme Algèbre, lequel séparant les choses des images, se dérobe aux sens, et ne parle qu’à l’entendement. Vous n’êtes pas encore à portée d’entendre cette langue, qui paraît plutôt celle des intelligences que des hommes. Elle est réservée pour faire l’étude des années de votre vie qui suivront celles où vous êtes ; mais la vérité peut emprunter différentes formes, et je tâcherai de lui donner ici celle qui peut convenir à votre âge, et de ne vous parler que de choses qui peuvent se comprendre avec le seul secours de la géométrie commune que vous avez étudiée.
Ne cessez jamais, mon fils, de cultiver cette science que vous avez apprise dès votre plus tendre jeunesse. On se flatterait en vain  sans son secours de faire de grands progrès dans l’étude de la nature. Elle est la clef de toutes les découvertes ; et s’il y a encore plusieurs choses inexplicables en physique, c’est qu’on ne s’est point assez appliqué à les rechercher par la géométrie, et qu’on n’a peut-être pas encore été assez loin dans cette science.  […]
Il arrive dans la nature la même chose que dans la géométrie, et ce n’était pas sans raison que Platon appelait le Créateur, l’éternel Géomètre. Ainsi il n’y a point d’angles proprement dits dans la nature, point d’inflexion ni de rebroussement subits ; mais il y a de la gradation dans tout, et tout se prépare de loin aux changements qu’il doit éprouver, et va par nuances à l’état qu’il doit subir. Ainsi, un rayon de lumière qui se réfléchit sur un miroir, ne rebrousse point subitement, et ne fait point un angle pointu au point de la réflexion, mais il passe à  la nouvelle direction qu’il prend en se réfléchissant par une petite courbe qui conduit insensiblement et par tous les degrés possibles qui font entre les deux points extrêmes de l’incidence et de la réflexion.
Il en est de même dans la réfraction: le rayon de lumière ne se trompe pas au point qui sépare le milieu qu’il pénètre et celui qu’il abandonne, mais il commence à s’infléchir avant d’avoir pénétré dans le nouveau milieu ; et le commencement de sa réfraction est une petite courbe qui sépare les deux lignes droites qu’il décrit en traversant deux milieu hétérogènes et contigus.

Emilie Du Châtelet, Institutions de Physique, Paris, Prault fils, 1740, p. 1-33

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Madame Du Châtelet, page de manuscrit des Institutions de physique
BNF ms fr 12265

 

 

 

 

 

* Sur la fable des abeilles de Mandeville : Les revendications d’une femme

Après avoir appris l’anglais en quelques semaines, dit-on, Mme Du Châtelet traduisit en 1735 l’œuvre satirique (1714-1723) d’un Anglais mort en 1733, Robert de Mandeville : La Fable des abeilles. C’est une réflexion sur la société humaine comparée à une ruche, où toutes les abeilles concourent au bien commun tout en ayant des fonctions et des comportements tout différents : même les vices sont utiles dans cette perspective. Dans sa préface, Emilie Du Châtelet justifie le travail de la traduction, excellent comme exercice de l’esprit et comme moyen de communication entre les cultures, mais surtout, en expliquant pourquoi elle s’y est consacrée, elle revendique pour les femmes le droit à l’égalité avec les hommes, notamment dans le domaine intellectuel.

Qu'on fasse un peu réflexion pourquoi depuis tant de siècles, jamais une bonne tragédie, un bon poème, une histoire estimée, un beau tableau, un bon livre de physique, n'est sorti de la main des femmes? Pourquoi ces créatures dont l'entendement paraît en tout si semblable à celui des hommes, semblent pourtant arrêtées par une force invincible en deçà de la barrière, et qu'on m'en donne la raison, si l'on peut. Je laisse aux naturalistes à en chercher une physique, mais jusqu’à ce qu’ils l'aient trouvée, les femmes seront en droit de réclamer contre leur éducation. Pour moi j’avoue que si j’étais roi, je voudrais faire cette expérience de physique. Je réformerais un abus qui retranche, pour ainsi dire la moitié du genre humain. Je ferais participer les femmes à tous les droits de l'humanité, et surtout à ceux de l'esprit. Il semble qu’elles soient nées pour tromper, et on ne laisse guère que cet exercice à leur âme. Cette éducation nouvelle ferait en tout un grand bien à l'espèce humaine. Les femmes en vaudraient mieux et les hommes y gagneraient un nouveau sujet d'émulation ; et notre commerce, qui en polissant leur esprit l'affaiblit et le rétrécit trop souvent, ne servirait alors qu'à étendre leurs connaissances. […]
Je suis persuadée que bien des femmes ou ignorent leurs talents, par le vice de leur éducation, ou les enfouissent par préjugé et faute de courage dans l'esprit. Ce que j'ai éprouvé en moi me confirme dans cette opinion. Le hasard me fit connaître de gens de lettres qui prirent de l'amitié pour moi, et je vis avec un étonnement extrême qu’ils en faisaient quelque cas. Je commençai à croire alors que j'étais une créature pensante. Mais je ne fis que l'entrevoir, et le monde, la dissipation, pour lesquels seuls je me croyais née, emportant tout mon temps et toute mon âme, je ne l'ai cru bien sérieusement que dans un âge où il est encore temps de devenir raisonnable, mais où il ne l'est plus d'acquérir des talents.
Cette réflexion ne m'a point découragée. Je me suis encor trouvé bien heureuse d'avoir renoncé au milieu de ma course aux choses frivoles, qui occupent la plupart des femmes toute leur vie, voulant donc employer ce qui m'en reste à cultiver mon âme, et sentant que la nature m'avait refusé le génie créateur qui fait trouver des vérités nouvelles, je me suis rendu justice, et je me suis bornée à rendre avec clarté celles que les autres ont découvertes, et que la diversité des langues rendent inutiles pour la plupart des lecteurs.

Robert de Mandeville, La Fable des abeilles
Traduction d’Emilie Du Châtelet, manuscrit de la BNF p. 135-136. c

* La traduction et le commentaire des Principia mathematica de Newton

  • Isaac Newton, Philosophiae naturalis principia mathematica, Genevae, typis Barillot et filii, 1739-1742
    BNF, Arsenal 4-S-282 1

 

 

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Isaac Newton présenta le premier volume de ses Philosophiae naturalis principia mathematica en 1685 devant les savants de la Royal Society de Londres. Il apparut aussitôt comme celui qui révolutionnait la physique moderne en utilisant de puissants outils mathématiques. Son œuvre est écrite en latin pour être comprise par les savants de toute l’Europe. La traduction en français entreprise par Mme Du Châtelet en 1740 ne permettait pas seulement à un plus vaste public d’accéder à la nouvelle vision du monde que proposait Newton : elle constitue aussi une interprétation et une discussion de certaines des propositions du savant anglais. Avec Maupertuis et Voltaire, Mme Du Châtelet apparaît ainsi comme une des responsables de l’évolution des idées scientifiques et philosophiques en France. L’édition ici présentée est une réédition des Principia, dont la première publication complète remonte à 1687.

  • Voltaire, Eléments de la philosophie de Neuton, donnés par M. de Voltaire, A Londres (Paris, Prault), 1738, page de titre
    BNF, Arsenal, rés-8-6556

 

 

 

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  • Isaac Newton, Principes mathématiques de la philosophie naturelle, par feu Madame la marquise Du Chastellet, Paris, Desaint et Saillant, 1759,
    deux volumes

    BNF, Arsenal, 4-S-2831, 1-2

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Pour éclairer le débat Leibniz-Newton, Emilie Du Châtelet entreprit une traduction et un commentaire des Principia mathematica, publiés par Newton en 1685, en particulier de la troisième partie "le système du monde". Son "exposition abrégée", ses "explications" et sa "solution analytique des principaux problèmes qui concernent le système du monde" qui constituent son travail original, occupent plus du tiers de l’ouvrage. C’est la grande œuvre de sa vie. Pour ce faire, elle correspondit avec Clairaut (qui voulut d’abord s’attribuer le mérite du travail qu’il édita finalement en 1759 grâce à la ténacité de Voltaire), avec l’abbé Nollet (qui fournit les instruments de physique), avec Johann Bernoulli, le mathématicien de Bâle qui séjourna à Cirey, de même que le père Jacquier, professeur de mathématiques à la Sapienza à Rome, auteur d’un commentaire en latin des Principia.

La difficulté allait au delà d’une traduction du latin en français, même si Newton écrivait un latin très elliptique. Se produisait en effet alors une révolution du langage et des concepts scientifiques. Les mathématiciens du XVIIIe utilisent les nouveaux outils de l’analyse ; ceux du XVIIe étaient encore très dépendants des raisonnements par figure de la géométrie euclidienne (il y a une figure géométrique toutes les deux pages en moyenne dans le traité de Newton). L’œuvre d’Emilie Du Châtelet est donc d’abord une traduction de l’ancien langage scientifique dans le nouveau, point fondamental pour éviter les contre-sens croissants chez les lecteurs de Newton du XVIIIe siècle. Au courant des progrès de l’analyse post-newtonienne et maîtrisant l’apport du physicien anglais, elle put réaliser cette transposition capitale. Le contexte scientifique et le texte de Madame Du Châtelet ne peuvent être séparés, sans passer à côté de l’originalité de sa contribution. Elle poussa enfin Newton dans ses retranchements, ramenant au statut de conjectures plusieurs de ses résultats, tel le calcul de la variation annuelle des équinoxes, que la virtuosité calculatoire de leur auteur ne pouvait faire passer pour preuves, en l’état des instruments à sa disposition et en raison de la longue durée d’observation nécessaire à leur validation.

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Newton, Principia Mathematica, Londres, 1687,
p. 192 (titre) et p. 205-206
Newton, Principes mathématiques, même passage, traduit par Du Châtelet, Dunod 2005, p. 143 (titre) et p. 152-153 Newton, Principes mathématique, même passage commenté par Du Châtelet, édition Dunod 2005,
p. 552-553
Newton, Principia mathematica, même passage du commentaire de la marquise Du Châtelet dans l’édition originale de 1759, p. 178-179


Dans les extraits reproduits ci-dessus, on mesure de visu le chemin extraordinaire parcouru par les sciences en l’espace de cinquante ans. Si Newton reste le découvreur génial qui fit la synthèse des avancées des Tycho Brahé, Copernic, Galilée et Kepler, c’est à Leibniz, autant philosophe et linguiste que mathématicien, qu'il revint de proposer un système de notations mathématiques pour le tout récent calcul différentiel et intégral. Cette notation fut adoptée immédiatement par la famille des savants au détriment des notations de Newton, moins pratiques. Ainsi se complèta, au tournant du XVIIIeme siècle, le langage scientifique analytique, en gestation depuis Viete et Descartes.
Ce langage, d’une puissance qui enthousiasma la génération des savants du premier XVIIIe siècle, devait permettre à tous les scientifiques de se saisir des découvertes de Newton et générer un torrent inédit de découvertes, théorèmes et autres (les huit cents volumes d’Euler). Là où Newton multipliait les figures géométriques euclidiennes, Emilie Du Châtelet pose des formules analytiques qui ouvrent un développement considérable des problèmes abordés par le mathématicien anglais. Comme on le voit ici, elle utilise par exemple le signe intégral ∫ et la notation différentielle d/dx inventés par Leibniz quand Newton notait le calcul différentiel avec un système de points peu efficace. Traitant tous deux du calcul de la force d’attraction exercée sur un corpuscule situé sur l’axe de symétrie d’un autre corps, Newton traite le cas particulier posé par les sphères (voir graphique), tandis qu’Emilie Du Châtelet en est à étudier le cas plus général et plus difficile des sphéroides (voir graphique).
Cette traduction est ainsi importante non seulement d’un point de vue scientifique mais aussi méthodologique, ce que salue d’Alembert dans l’Encyclopédie où il écrit, en citant le travail de Madame Du Châtelet : "quelques auteurs ont tenté de rendre la philosophie newtonienne plus facile à entendre". Son titre de gloire est donc bien celui de passeur scientifique, de transmetteur de savoir entre les générations euclidiennes et les générations leibniziennes. Sans remonter jusqu’aux Arabes passeurs du savoir grec au Moyen-Age, également avec une révolution de langage et de concepts (l’algèbre d’Al Kwarismi et les chiffres indiens), rappelons que cette œuvre de transmission ne fut pas non plus le moindre titre de gloire d’un Galilée qui, par ses talents de communicateur (faire regarder le Sénat de Venise dans son télescope, du haut du Campanile, apporter une bassine d’eau et un plan incliné à son procès) et son écriture en langue italienne, révéla Copernic à l’Europe.

Nota : Nous reproduisons la traduction de la marquise Du Châtelet dans la nouvelle édition donnée à Paris par Dunod en 2005 qui a l’avantage sur l’édition princeps de 1759 d’intégrer les figures dans le texte, et dans l’édition originale. Le dessin des polices est un peu différent mais sans aucun changement de la nature des caractères eux-mêmes. Pour Newton, il s‘agit de l’édition originale de Londres, 1687 (en ligne sur http://gallica.bnf.fr).