Enraciné dans l’ontologie, déployé dans le cadre d’une cosmologie et d’une théorie des éléments rigoureusement agencées, il avait pour principale caractéristique d’associer dans une même entreprise philosophie de la nature et explication raisonnée des phénomènes ; et, parmi ceux-ci, les phénomènes du changement en général (ou du devenir) occupaient normalement la première place. Bien que tirant de l’ontologie son idée directrice (expliquer un phénomène, c’est en rendre compte à la lumière des formes ou des essences), la philosophie naturelle proprement dite n’en était nullement le simple prolongement : guidée par les prémisses de la cosmologie, forte des conséquences résultant de leur combinaison avec la théorie des éléments, elle se présentait comme une construction solidement charpentée et fort bien accordée aux données de l’expérience commune – avec ce que nous voyons et éprouvons spontanément. Quelques discordances étaient certes apparues avec le temps, soit sur des problèmes précis (comment expliquer le mouvement d’un corps après sa projection ?), soit sur le recours à d’autres traditions que l’aristotélisme (le platonisme du XV^e siècle) : aucune n’ébranla sérieusement ce qu’on appelle ici « philosophie naturelle traditionnelle », et aussi tard qu’à la fin du XVI^e siècle on eût grandement surpris l’immense majorité des gens instruits en leur annonçant qu’un siècle plus tard sa ruine serait consommée. Elle le fut pourtant; et, si le temps nécessaire pour lui substituer un savoir différent tant par la forme que par le contenu peut aujourd’hui sembler long, il ne le fut guère au regard de l’exceptionnelle longévité dont le système avait fait preuve.

Comment cette mutation s’effectua-t-elle ? Comment la philosophie naturelle traditionnelle vit-elle ses thèses majeures remises en cause ? Comment s’opéra l’introduction des thèses nouvelles dont la coordination progressive imposa une nouvelle conception de l’interprétation du monde et des phénomènes physiques ? L’idée que je voudrais illustrer, en considérant plus particulièrement sa phase initiale, est qu’au cÅ“ur de ce processus se trouve une initiative théorique dont les ressources, lorsqu’elles furent exploitées à fond, ouvrirent la voie à d’autres entreprises théoriques et permirent de tirer de données inédites des conclusions radicalement nouvelles. Cette initiative, ce fut le copernicianisme, dont je vais tenter de restituer le rôle déterminant à travers les travaux de Kepler et de Galilée.

I. En publiant en 1543 son De revolutionibus orbium cÅ“lestium, Copernic voulait sans doute montrer d’abord qu’un système astronomique héliocentrique peut remplacer avantageusement l’ancien système géocentrique. Il faisait aussi beaucoup plus. Dans la philosophie naturelle traditionnelle, le géocentrisme occupe en effet la place d’une conclusion logiquement, c’est-à-dire nécessairement, déduite. Le monde, par son assimilation à un corps sphérique fini, possède comme tel un centre (ou bas), opposé à un haut (sa périphérie), et par rapport auquel se déterminent les mouvements naturels : vers le centre, à partir du centre, autour du centre. Par la théorie des éléments sont ensuite associés au premier l’élément terre, au deuxième le feu et au troisième un élément spécial, ou éther. D’où (et en abrégeant beaucoup [1] ) deux conclusions capitales : d’une part, la nécessaire présence de la Terre au centre du monde ainsi que son immobilité (le centre du monde étant son lieu naturel, elle ne saurait en bouger); d’autre part, l’hétérogénéité physique de cette même Terre et des corps célestes. Proposer une astronomie héliocentrique, et surtout la présenter comme plus vraie physiquement que le géocentrisme (et non seulement préférable géométriquement), c’était ainsi accomplir bien plus qu’un choix technique. En récusant une thèse aussi consubstantielle à l’ancienne philosophie naturelle, Copernic remettait directement celle-ci en question et, du même coup, préconisait sa révision.

II. Qu’il en ait été parfaitement conscient, il suffit de parcourir le livre I du De revolutionibus pour s’en assurer. Tout n’est pas bouleversé, et bien des éléments, comme on le souligne souvent, restent inchangés : la notion de cosmos, par exemple, c’est-à-dire la représentation du monde comme un corps fini dont les parties sont harmonieusement disposées, ou la conviction que seul le mouvement circulaire uniforme convient aux corps se mouvant dans l’espace cosmique ; de même, Copernic ne rejette pas (du moins pas explicitement) la thèse de l’hétérogénéité physique de la Terre et des autres corps du monde ; comme le titre de l’ouvrage l’indique, il n’élimine pas davantage la machinerie des orbes (ou sphères solides) grâce auxquels les astres errants (dont la Terre désormais) effectuent leurs révolutions autour du soleil. Les modifications n’en sont pas moins là. L’image générale du monde est profondément altérée : la disposition des corps entre le centre et la périphérie, bien sûr, mais aussi le statut de certains de ces corps [2] tandis que l’absence de toute parallaxe annuelle oblige à augmenter considérablement la distance entre Saturne et la sphère des fixes. Deux autres changements, bien mis en évidence par Copernic, retiennent également l’attention. La gravité qui, dans le système traditionnel, est comprise comme une qualité absolue, pourvue d’une fonction ontocosmologique (ramener vers le centre du monde les corps en qui prédomine l’élément terre), devient cette simple « appétence naturelle » qui pousse les parties séparées de leur tout à retrouver leur unité « en se réunissant sous la forme d’un globe » (I, 9); quant au mouvement circulaire, s’il reste le mouvement privilégié des corps célestes, c’est en raison non de leur nature propre mais de leur forme sphérique qui s’exprime dans et par ce mouvement (I, 4 et 5).

Quoique limités, les changements sont donc bien réels. Ils le sont même d’autant plus qu’en les introduisant Copernic rompait de deux façons encore avec la philosophie naturelle traditionnelle. Pour cette dernière, on l’a rappelé, l’accord avec l’expérience ordinaire est un impératif, et il n’est pas douteux que la thèse du géocentrisme, tout en étant fondée dans la cosmologie et la théorie des éléments, ne s’en écarte nullement. Lui préférer l’héliocentrisme, contre lequel va manifestement cette même expérience [3], revenait clairement à faire passer celle-ci au second plan et à la dévaluer au profit d’autres exigences ; de critère habilité à authentifier les conclusions de la philosophie naturelle, le témoignage des sens tombait au rang de simple fait, réclamant lui-même une explication. Mieux que quiconque, Galilée saura mettre en relief cette conséquence du copernicianisme :

C’est donc sur une base entièrement nouvelle que le nouveau système se trouvait contraint de chercher sa justification, et cette base, faute d’un appel possible à l’expérience sensible, ne pouvait qu’être celle de sa supériorité intrinsèque : une supériorité qui transparaît déjà dans sa plus grande simplicité [6], mais éclate surtout dans son aptitude incomparablement plus grande à restituer l’harmonie que le monde, comme Å“uvre de Dieu, doit nécessairement posséder (I, X). L’autre point sur lequel Copernic, en esquissant les grandes lignes d’une nouvelle cosmologie, rompait avec la philosophie naturelle dominante n’était pas moins subversif. Traditionnellement, c’est au philosophe et à lui seul que revenait la tâche, à travers la cosmologie précisément, de fixer les principes à l’aide desquels l’astronome s’efforçait ensuite par ses constructions géométriques de « sauver les phénomènes ». En assumant cette tâche dès le livre I du De revolutionibus, Copernic mettait fin à une sujétion séculaire et se proclamait, sans équivoque, l’égal des philosophes. Un nouveau personnage faisait ainsi son apparition, celui de l’astronome philosophe, et cela signifiait que rallier le copernicianisme c’était aussi, selon une expression de Galilée, « revêtir l’habit du philosophe », ou peut-être mieux encore devenir à soi-même son propre philosophe.

Est-ce à dire alors qu’il suffisait d’adopter le copernicianisme et d’en développer méthodiquement les implications pour que la philosophie naturelle traditionnelle soit du coup discréditée et fasse place à une nouvelle philosophie naturelle ? Plus explicitement : un simple changement théorique pouvait-il à lui seul produire un tel bouleversement ? L’exemple de Giordano Bruno et de son opposition radicale, mais purement théorique, ne laisse aucun doute quant à la réponse. Il fallait bien autre chose pour que le copernicianisme exerce pleinement son pouvoir rénovateur, et ce quelque chose ne pouvait être qu’un afflux de données inédites, inassimilables par l’ancien système, ou encore des initiatives modifiant radicalement le discours physique et dont le développement n’eût pas été possible sans certaines des transformations conceptuelles qu’entraînait l’adoption de la doctrine héliocentrique.

III. C’est par un ouvrage de cosmologie, d’emblée placé sous le signe du copernicianisme, le Mysterium cosmographicum, que débuta en 1595 la carrière de Kepler. De ce travail de jeunesse [7], tout empreint de mysticisme, il ne reniera jamais ni l’idée directrice (dégager a priori l’ordre rationnel qui préside à la constitution du monde [8] ) ni le but réel (célébrer « la gloire de Dieu, qui veut être reconnu à travers le livre de la nature [9] »), et tant l’une que l’autre ne cesseront d’être au cÅ“ur de ses préoccupations. D’une certaine façon, l’ouvrage ne faisait que développer jusqu’à ses conséquences extrêmes la thèse de l’harmonie du monde, si chère à Copernic ; il apportait aussi une incontestable amélioration au système légué par ce dernier en faisant passer par le soleil, et non par le centre de l’orbite terrestre, les plans orbitaux des différentes planètes. On ne saurait dire néanmoins que cette manière d’utiliser l’héliocentrisme était grosse de périls pour la philosophie naturelle traditionnelle.

C’est d’un géocentriste convaincu, Tycho Brahe, qu’allaient paradoxalement venir les données factuelles inédites qui, reprises et exploitées dans une vision copernicienne, lancèrent le processus de reconstruction objective d’où devait peu à peu émerger un savoir neuf. Tout commença en février 1600 quand Kepler, devenu assistant de Tycho Brahe, se vit confier la tâche d’étudier le mouvement de la planète Mars. Aussi soucieux d’exactitude qu’ardent à percer le secret du monde, Kepler se refuse à retenir une solution qui ne s’accorderait pas rigoureusement avec les relevés établis par son maître, cet « observateur d’une extrême habileté » que nous a donné « la bienveillance divine ». Lui-même a longuement rapporté dans l’Astronomia nova (1609) les hypothèses et les calculs qui l’amenèrent à deux de ses plus grandes découvertes : la loi des aires d’abord, à laquelle il parvint en s’interrogeant sur ce que devait être le mouvement de la Terre se déplaçant autour du soleil sur une trajectoire circulaire excentrée, la forme elliptique de l’orbite de Mars ensuite, qui s’imposa à lui quand il eut retranché du mouvement de Mars celui de la Terre, et qu’il accepta presque à regret après avoir constaté que la loi des aires s’applique encore mieux dans le cas d’une trajectoire elliptique que dans celui d’une trajectoire circulaire. Non seulement l’héliocentrisme avait prouvé sa fécondité (car c’est bien en partant de la Terre en mouvement que Kepler fut conduit à donner à Mars une trajectoire ovale), mais l’une des idées les plus essentielles de l’ancienne philosophie naturelle – seul le mouvement circulaire uniforme convient aux corps célestes – avait été réfutée. L’extension à toutes les planètes de la conclusion si péniblement établie pour Mars s’ensuivit presque normalement en 1619 dans les Harmonices mundi.

IV. Cette première contribution est en fait inséparable d’une autre qui, pour caduque qu’elle soit dans sa lettre, inaugure elle aussi une étape inédite pour la philosophie naturelle. À nouveau il faut repartir de Tycho Brahe, et plus précisément de ses travaux sur les comètes de 1580 et 1585 [10]. Clairement localisées au-dessus de la lune, ces comètes avaient parcouru en quelques mois d’un mouvement rétrograde régulier plus de quatre signes du zodiaque. Or l’ampleur même de ces mouvements excluait qu’ils puissent être dus à l’action de l’un des orbes (ou sphères solides) responsables du transport des astres errants ; la seule solution cohérente était donc de conclure que les comètes progressent par leurs propres moyens, libres de toute attache à des « orbes corporels et réels ». Et comme, au cours de leur déplacement, elles ne pouvaient manquer de traverser certains de ces orbes, force était d’aller encore plus loin et d’admettre, comme l’écrira Tycho Brahe, que le « corps du ciel, parfaitement fluide et simple, est ouvert de toutes parts et ne présente absolument aucun obstacle aux libres circulations des planètes qui s’accomplissent sans l’aide ou l’entraînement d’aucune sphère réelle, mais sont gouvernées par une science d’origine divine » (ibid., p. 52).

Tycho Brahe ne cherchait manifestement pas plus loin. Pour un héliocentriste convaincu comme Kepler, les choses se présentaient bien différemment. Autour du soleil tournent les planètes, et avec des vitesses de plus en plus faibles au fur et à mesure qu’on s’en éloigne; de même, l’observation montre que ces vitesses sont plus rapides au périhélie qu’à l’aphélie. Tout concourt donc pour imposer l’idée que les mouvements planétaires ont leur source dans une action exercée directement par le soleil. Le vrai problème était d’en donner une traduction physique plausible, et c’est ce que l’Astronomie nouvelle, dont on néglige d’ordinaire le titre complet [11], tente précisément de faire en même temps qu’elle donne la description correcte de la trajectoire de Mars. L’idée de Kepler est assez facile à résumer. Posant que le mouvement des planètes est assuré par une action motrice émanant du soleil, il propose d’abord une représentation générale de cette action : d’une part en suggérant qu’elle s’exerce au moyen de bras invisibles disposés sur le pourtour du soleil, et d’autre part en postulant que celui-ci tourne sur lui-même, en sorte que les planètes sont comme poussées par les bras matérialisant l’effet de sa force motrice. Rapprochant cette force de l’action directionnelle de l’aimant [12], Kepler continue en supposant successivement que l’intensité de son action est inversement proportionnelle à la distance, puis que l’inertie des planètes (c’est-à-dire pour lui leur tendance au repos) croît avec leur masse. Dans le cadre théorique ainsi esquissé, il estime alors être en mesure de rendre compte des deux aspects les plus remarquables des mouvements planétaires : pourquoi ils sont plus rapides au périhélie qu’à l’aphélie, pourquoi les périodes de révolution des planètes les plus éloignées, tout en étant plus longues, croissent cependant nettement moins vite que leur simple distance au soleil.

V. À ce stade de l’exposé, et sans qu’il soit besoin d’entrer plus avant dans les détails, trois remarques s’imposent. La première sera pour rappeler que, bien que conçue dans le cadre d’une astronomie totalement novatrice, la tentative de Kepler ne pouvait réussir. Les planètes étant pour lui, à l’instar de tous les corps matériels, naturellement portées à l’immobilité, seule l’action continue d’une force peut entretenir leur mouvement; loin d’anticiper la dynamique moderne, il reste prisonnier de la liaison traditionnelle entre force et vitesse. Or, si l’échec était inévitable d’un point de vue purement théorique, d’un point de vue historique, en revanche, la tentative est du plus haut intérêt.

D’abord, elle montre comment l’héliocentrisme, une fois abandonnés les orbes célestes et le préjugé en faveur du mouvement circulaire uniforme, appelait nécessairement la construction d’une dynamique d’un type nouveau : capable de rendre compte, sans faire appel à l’essence des corps, des mouvements célestes tels qu’on les observe effectivement. C’est cette nécessité qui pousse Kepler, et alors qu’il n’en a pas les moyens conceptuels, à échafauder son essai de mécanique céleste. Plus que l’échec, compte l’émergence de la question, et Kepler joue ici le rôle d’un témoin privilégié : celui qui le premier comprit dans toute son ampleur l’enjeu mécanique de l’héliocentrisme et accomplit les premiers pas d’une recherche que Newton achèvera en 1687.

Ce n’est pas tout. S’il est vrai qu’il ne sait pas encore dissocier force et vitesse, Kepler fait preuve en d’autres occasions d’une étonnante prescience. Ainsi quand il présente la gravité comme « une affection corporelle mutuelle entre corps apparentés » (ibid., p. 346), donc comme un effet, et non une propriété première de la matière; ou encore quand il affirme sa conviction que chute des corps, marées, et mouvements planétaires sont des phénomènes qu’une même théorie dynamique doit pouvoir expliquer. En 1609, ce sont là, bien sûr, simples conjectures ; le point remarquable est que Kepler les ait conçues sous la pression de l’héliocentrisme, qui suggéra ainsi directement quelques-unes des idées maîtresses grâce auxquelles, trois quarts de siècle plus tard, allait s’imposer une nouvelle philosophie naturelle.

VI. Loin de toute aspiration mystique, l’Å“uvre de Galilée débuta sous un double patronage. Celui d’Archimède d’abord, qu’il ambitionna très tôt d’imiter, sinon d’égaler, en faisant pour le mouvement ce que ce dernier avait fait pour l’équilibre ; celui de Copernic, ensuite, dont il rallia sans réserve la cosmologie dès les premières années du séjour padouan (1592-1610), pour des raisons philosophiques autant que techniques [13]. Les travaux sur le mouvement ayant précédé sinon l’adoption du copernicianisme, du moins le combat public pour faire reconnaître sa vérité, je commencerai par examiner le lien, trop souvent ignoré, entre les premiers et la nouvelle vision du monde.

Pour cet examen, je partirai de la question : Comment Galilée parvint-il à ce qu’on appelle ordinairement la conception du mouvement-état, où le mouvement est traité comme un état physique de plein droit, capable de durer par lui-même et pouvant donc comme tel, sans qu’intervienne (comme chez Aristote) la nature des corps, faire l’objet d’une science propre, de surcroît géométriquement formulable et développable [14] ? La question est d’autant plus significative que, dans ses années pisanes (1589-1592), Galilée avait proposé une première théorie du mouvement, directement articulée sur l’hydrostatique archimédienne, et dont l’idée tient en quelques mots : évaluer l’effet de la gravité, responsable du mouvement vers le bas, non en fonction du poids individuel des corps, mais de leurs poids spécifiques respectifs – une vitesse naturelle plus grande étant attachée à un poids spécifique plus élevé; quant à l’effet du milieu, compris avec Archimède comme une diminution de celui des corps, il s’évaluait de même à la lumière de son poids spécifique. Une formule synthétise ce premier essai : si l’on représente par Psc le poids spécifique d’un corps et par Psm le poids spécifique du milieu où il est plongé, la vitesse avec laquelle ce corps descendra dans le milieu est directement proportionnelle à la différence « Psc–Psm » [15].

Comparée à l’explication léguée par Aristote, la nouvelle théorie marquait un progrès non négligeable, soit en annonçant que des corps de même poids spécifique, quels que soient leurs poids individuels, se meuvent spontanément avec une même vitesse, soit en écartant la thèse selon laquelle dans le vide un mouvement serait nécessairement instantané, soit encore en éliminant la notion de corps légers par soi. Ses limites n’en étaient pas moins évidentes, et Galilée ne tarda pas à les découvrir. Si elle implique justement que des corps de même poids spécifique doivent descendre avec une même vitesse dans un même milieu, quels que soient leurs poids individuels, elle implique aussi que des corps de poids spécifiques très différents tombant dans un milieu très peu dense devraient présenter des écarts de vitesse beaucoup plus grands que dans un milieu très dense; or l’observation montre le contraire : les écarts de vitesse sont beaucoup plus faibles dans un milieu peu dense que dans un milieu très dense, par exemple dans l’air que dans l’eau. Surtout, ce premier projet était clairement incompatible avec l’ambition de faire pour le mouvement ce que Archimède avait fait pour l’équilibre, c’est-à-dire en donner une théorie géométrisée. Une telle théorie, dont les propositions doivent s’enchaîner par la seule nécessité de la déduction mathématique, ne peut en effet qu’être indépendante de la nature des corps mus, et cela implique à son tour que le mouvement soit conçu comme pleinement autonome, susceptible d’être caractérisé et analysé directement dans son développement spatio-temporel – bref, comme un état sui generis. En maintenant un lien intrinsèque entre mouvement de chute et gravité spécifique, la première théorie imaginée par Galilée ne pouvait d’aucune façon satisfaire à cette exigence, et donc déboucher sur une authentique mathématisation.

VII. Que Galilée, prenant conscience de ces difficultés, ait réussi dans un délai relativement court à penser le mouvement comme un phénomène physique de plein droit, nous le savons avec certitude. Ouvrons en effet le traité Le Mecaniche, consacré aux machines simples, et dont la mise au point finale date de 1597-1598. On considère un plan incliné sur lequel une boule peut descendre sans frottement ; en vertu de sa gravité, nous dit Galilée, elle possède un moment de descente, plus ou moins grand selon l’inclinaison du plan, qui la pousse vers le bas (c’est-à-dire vers le centre de la Terre) et simultanément la fait résister à un mouvement en sens contraire. Supposons ensuite que le plan incliné se transforme en un plan horizontal, c’est-à-dire en l’occurrence en un plan sphérique concentrique au centre de la Terre. Sur un tel plan qui n’approche ni n’éloigne du centre, la gravité n’aura plus aucune raison de se manifester, et notre mobile deviendra « indifférent entre la tendance et la résistance au mouvement [16] ». D’où deux questions également cruciales : une force minimale irréductible sera-t-elle nécessaire pour mettre le corps en mouvement ? Que fera-t-il une fois mis en mouvement ? Le Mecaniche donnent aussitôt la réponse à la première question : sur une surface concentrique au centre de la Terre, le mobile devenu « incertain entre le mouvement et le repos » sera dans une situation telle que « toute force, si petite soit-elle, suffira à le mouvoir, et qu’inversement toute résistance, pour faible qu’elle soit, celle de l’air par exemple, aura le pouvoir de le maintenir immobile » (ibid., p. 180). À la deuxième question la réponse ne sera pas moins nette : si l’action d’une force reste bien nécessaire pour susciter le mouvement, en revanche sa continuation ou conservation suppose seulement qu’aucun obstacle ne se manifeste. Quand Galilée parvint-il à cette dernière conclusion ? Le traité Le Mecaniche ne la mentionne pas ; une lettre de Benedetto Castelli, datée d’avril 1607, nous apprend toutefois qu’il s’agissait alors d’une doctrine couramment enseignée par Galilée : on peut donc admettre, sans grand risque d’erreur, qu’elle s’était déjà imposée à lui depuis plusieurs années, sans doute peu après sa réponse à la première question. Si éloignée qu’elle soit encore du principe classique d’inertie, elle témoigne sans ambiguïté qu’un concept entièrement nouveau du mouvement venait bien de faire son apparition. Avec une conséquence décisive pour le projet d’une théorie géométrisée du mouvement dont la condition première, nous l’avons vu, est que celui-ci puisse être pensé comme un phénomène autonome, sui generis, sans référence à une fonction déterminée par la nature des corps ; en établissant que dans un cas certes limité, mais physiquement significatif, et en l’absence de toute force contraire, un mouvement une fois commencé se conserverait indéfiniment, Galilée satisfaisait incontestablement à cette exigence préalable.

Comment fut-il conduit à ce résultat qui marquait une totale rupture avec sa première théorie ? À quel facteur attribuer cette rupture ? Malgré l’absence de textes précis, la réponse à cette question n’est nullement impossible. Dans sa première théorie inspirée par l’hydrostatique, Galilée maintenait, via la gravité spécifique, un lien direct et intrinsèque entre le mouvement et la nature des corps. Or un examen attentif montre que ce lien allait de pair avec une vision cosmologique de type toujours traditionnel. « Ce fut donc à la fois avec prévoyance et justice, lisons-nous, que la nature assigna à la terre l’emplacement qui était trop étroit pour les autres éléments, c’est-à-dire le plus proche du centre, et qu’à ces derniers elle donna des emplacements plus vastes en proportion de la subtilité de leur nature [17]. » Expression de la nature des corps, la gravité avait donc à ce moment pour Galilée un sens bien particulier : traduire en chaque corps, de façon plus ou moins forte selon sa densité, l’effet de l’ordre cosmologique, et de ce fait contribuer à son maintien. Cet ordre étant lui-même compris comme un absolu, le recours à la nature propre des corps, via la gravité, s’imposait ainsi inévitablement. Ce point étant acquis, la réponse à notre question ne fait plus difficulté. Si quelques années après sa première théorie Galilée fut en mesure d’en élaborer une nouvelle, cette fois-ci en phase avec son projet d’une analyse géométrisée, la cause ne peut se trouver que dans une conception renouvelée de la gravité : une conception qui, en la coupant de sa fonction ontocosmologique, permettait éventuellement de la mettre entre parenthèses, et du même coup supprimait l’assujettissement du mouvement à la nature des corps mus. Or tel était bien le sens de la conception préconisée cinquante ans auparavant par Copernic quand, tirant les conséquences de son choix héliocentrique, il affirmait ne voir dans la gravité que la simple tendance poussant les parties d’un même tout à lui demeurer unies [18]; il suffisait donc à Galilée d’embrasser la doctrine héliocentrique, et de l’embrasser en « philosophe », comme il le fit dans la dernière décennie du XVI^e siècle, pour être à même d’entreprendre la mutation conceptuelle indispensable à l’avènement d’une science mathématisée du mouvement. Cette mutation ne suivait certes pas automatiquement du ralliement au copernicianisme (Kepler en est la meilleure preuve); il n’est pas moins vrai que seul le copernicianisme, en « décosmologisant » la gravité et en la relativisant au globe terrestre, en apportait la possibilité.

VIII. Ce n’est là toutefois qu’une première conséquence du ralliement de Galilée à la doctrine copernicienne. Organiquement associée aux grandes découvertes astronomiques de 1609-1612, celle-ci allait encore contribuer d’autre manière, et sous une forme particulièrement spectaculaire, à la mutation de la philosophie naturelle. Informé durant l’été 1609 que l’on faisait grand cas aux Pays-Bas d’un « tube optique » permettant de voir comme s’ils étaient proches des objets éloignés, Galilée entreprit sans tarder de le reproduire. Habile artisan, il y réussit sans trop de peine, et au terme de quelques essais obtint un instrument « à ce point excellent que les objets perçus apparaissaient près de mille fois plus grands et trente fois plus proches que par les seules ressources du regard naturel [19] ». Après quelques démonstrations de curiosité, il a l’idée de le tourner vers le ciel dont une extraordinaire série de découvertes va bouleverser en quelques mois l’image séculaire. Il suffira, tant elles sont restées célèbres, de les rappeler brièvement. D’abord, ce sont trois corps célestes familiers qui changent de visage : la lune qui se révèle couverte de montagnes et de dépressions à l’instar de la Terre, Vénus qui comme la lune présente des phases, Saturne qui apparaît non pas rond mais flanqué de deux protubérances, sortes de compagnons immobiles. C’est ensuite la multiplication du nombre des étoiles fixes, soit au sein de certaines constellations (telles celles d’Orion ou du Taureau) soit surtout au niveau de la Voie lactée qui est vue comme un amas prodigieux d’étoiles, distribuées sans fin en profondeur. Ce sont aussi les deux découvertes dont le retentissement immédiat allait être le plus considérable : celle de quatre corps gravitant autour de Jupiter et entraînés par ce dernier dans son propre mouvement, celle de formations éphémères naissant et disparaissant, après d’éventuelles transformations, sur la surface du soleil, et prouvant de façon indéniable que s’y déroulent, comme sur la Terre, des phénomènes de génération et de corruption. Et il ne faut pas oublier – même s’il ne s’agit pas vraiment de découvertes – qu’en supprimant l’effet d’irradiation, la lunette améliorait considérablement l’observation des corps célestes. Mars, par exemple, se montrait cinquante fois plus petit lors de la conjonction (quand il est de l’autre côté du soleil) que lors de l’opposition (quand il est du même côté que la Terre), et le diamètre apparent des étoiles fixes était fortement réduit (celui d’une étoile de sixième grandeur passant, par exemple, de vingt secondes à cinquante tierces).

Regardant le ciel se transformer sous ses yeux, Galilée n’a aucune peine en copernicien convaincu à intégrer immédiatement ses découvertes dans une vision unifiée et cohérente. Non seulement les nouveautés célestes permettaient de lever certaines des objections les plus couramment avancées contre l’héliocentrisme [20], mais elles s’accordaient parfaitement avec les conséquences tant physiques que visuelles logiquement appelées par lui. Pour ce qui est des conséquences visuelles, les choses sont quasi évidentes, qu’il s’agisse des phases de Vénus [21] ou des variations périodiques dans l’éclat et la grandeur des planètes supérieures. Pour les conséquences physiques, la situation n’est pas moins claire. En faisant de la Terre une planète, le copernicianisme postulait de facto sa similitude avec les autres astres errants. Les informations fournies par la lunette soit à propos de la lune soit à propos de Vénus confirmaient entièrement cette similitude : les premières en imposant la conclusion que la surface de la lune présente les mêmes irrégularités, proéminences et dépressions, que la surface terrestre, les secondes en apportant la preuve de l’opacité de Vénus (en même temps d’ailleurs que de sa révolution autour du soleil). Il était aussi dans la logique du copernicianisme que le soleil, devenu le centre des mouvements des planètes, leur soit sinon identique, du moins non hétérogène physiquement : la découverte des taches et la démonstration de leur contiguïté à la surface solaire [22] confirmait à nouveau pleinement cette implication. En un mot – et pour résumer la situation telle que Galilée la comprit –, le ciel devenu « trente ou quarante fois plus proche » s’accordait sans la moindre peine avec une vision héliocentrique du monde.

IX. Du même coup, une situation non moins nouvelle était créée dans la philosophie naturelle. Non seulement les nouveautés célestes s’accordaient spontanément avec l’héliocentrisme, mais leur enseignement réfutait ouvertement les prémisses sur lesquelles reposait la cosmologie géocentrique, fondement direct de l’ancienne philosophie naturelle. La découverte de la vraie nature de la Voie lactée et de sa profondeur illimitée faisait passer l’assimilation du monde à un corps sphérique fini du statut de prémisse hautement satisfaisante à celui de proposition plus que douteuse, en tout cas sans pertinence pour fonder et guider une réflexion cosmologique. De son côté, la mise en évidence de l’homogénéité physique de la Terre et des autres corps célestes achevait, en sapant la thèse traditionnelle de leur hétérogénéité, de priver le géocentrisme de la légitimité philosophique dont il avait jusqu’ici bénéficié. Or la ruine de cette légitimité (et ce point est essentiel pour comprendre le combat copernicien de Galilée) n’aboutissait à rien de moins qu’à transférer à l’astronome, seul en possession des connaissances indispensables, la tâche de déterminer la vraie constitution du monde. À lui, et non plus au philosophe, de dire quel système est le plus apte à restituer cette constitution, et cela compte tenu non seulement des positions et déplacements relatifs des corps célestes, mais aussi du nouveau savoir physique dont nous disposons désormais sur ces corps. Avec les nouveautés célestes, c’était bien le coup de force, décidé par Copernic quand il s’était arrogé le droit, lui simple astronome, de substituer une cosmologie héliocentrique à la cosmologie géocentrique traditionnelle, qui se trouvait en quelque sorte légitimé; à l’astronome philosophe (comme Galilée aimait à se définir) de jouer le rôle si longtemps dévolu au philosophe cosmologue, et de prendre en charge l’édification d’une science renouvelée.

X. Cette élévation de l’astronome au rang d’astronome philosophe ne pouvait manquer de se répercuter sur les modalités de l’explication ; et de fait, il suffit d’ouvrir les Lettres sur les taches solaires (1613) pour en trouver aussitôt la confirmation.

Première conséquence : le rejet sans appel du recours aux essences, forme privilégiée de l’explication dans la philosophie naturelle traditionnelle. Face aux révélations de la lunette, par exemple les montagnes de la lune ou les taches du soleil, la réaction normale d’un tenant de cette philosophie était d’en chercher une explication (en l’occurrence une neutralisation) en invoquant l’essence ou la nature propre de ces corps [23]. Or c’est là supposer non seulement qu’il y a des essences, mais que nous en avons une connaissance directe, et que grâce à elle nous pouvons rendre compte des données de l’observation. Pour l’astronome philosophe, habitué au contraire à raisonner à partir de ces données, une telle démarche est à la fois illusoire et stérile. Le texte où Galilée développe cette critique est particulièrement remarquable.

Et Galilée continue :

Même si Galilée n’est pas le premier à tourner en dérision la prétention d’expliquer par les essences, il est à coup sûr le premier à le faire d’un point de vue proprement épistémologique, et précisément en faisant ressortir que cet appel à une faculté que nous ne possédons pas nous condamne eo ipso à ne marquer aucun progrès par rapport à ce que nos sens nous ont déjà appris. Alors même qu’elle se targue de nous amener à un niveau d’intelligibilité supérieur, la méthode de la philosophie naturelle traditionnelle aboutit seulement à répéter dans un langage plus abstrait un contenu cognitif élémentaire. Procédant d’une illusion, elle débouche inévitablement sur la stérilité.

XI. Cet adieu aux essences n’est toutefois que la face négative d’une modification radicale de la démarche explicative en philosophie naturelle. Ouvrons à nouveau les Lettres sur les taches solaires, par exemple la deuxième. Il s’agit de répondre sans ambiguïté à la question suivante : les taches que nous voyons se détacher sur le soleil sont-elles des formations matérielles contiguës à sa surface, ou de petits corps célestes se mouvant autour de lui à des distances variables ? De l’observation minutieusement conduite résultent un ensemble de données, et notamment celles-ci :

Ces données sont par ailleurs assez précises pour que les variations des distances apparentes entre les taches puissent être comparées de manière significative. Comment sur leur base résoudre notre problème ? Par le moyen d’une construction géométrique, répond Galilée; plus explicitement, par le moyen d’une construction géométrique utilisant les données de l’observation et permettant de prévoir selon quelles proportions varieront les distances entre les taches selon qu’on les suppose proches ou éloignées de la surface solaire. Les proportions observées se révélant alors conformes à ce qu’annonce le modèle en cas de proximité immédiate à la surface solaire, nous sommes en mesure de répondre de façon rigoureuse et pertinente à la question débattue [26]. Le renversement est complet au regard de la situation traditionnelle où seule la cosmologie philosophique avait compétence pour traiter des questions physiques et où la géométrie se bornait à « sauver les phénomènes ». De subordonné, le rôle de la géométrie est clairement devenu essentiel : mettre en forme à partir de données extraites de l’observation, puis prendre en charge avec ses ressources propres, un raisonnement dont la conclusion s’imposera nécessairement. C’est bien une autre conception de l’explication qui se fait jour, et Galilée la résume parfaitement quand, dans la Lettre à la Grande Duchesse Christine, il définit la science comme la démonstration nécessaire appuyée sur les expériences sensibles (sensate esperienze); ce que l’on peut paraphraser ainsi : faire Å“uvre scientifique, c’est avancer des propositions dont il est possible de montrer, via la géométrie ou, plus généralement, via une science démonstrative, qu’elles sont les conclusions nécessairement appelées par les données d’observation disponibles. L’avenir imposera certes une formulation plus nuancée; passée entre les mains de l’astronome philosophe, la philosophie naturelle avait bel et bien franchi un seuil.

Cette brève évocation ne prétend nullement décrire dans son intégralité la mutation qui conduisit de la philosophie naturelle traditionnelle à la science moderne. Elle autorise néanmoins plusieurs conclusions.

La première ne surprendra pas, et pourtant son importance ne saurait être surestimée. Dans le processus d’où émergea en 1687 la première grande théorie scientifique moderne, la cosmologie, via le copernicianisme, joua un rôle capital. C’est par la remise en cause de la cosmologie traditionnelle que tout débuta, et c’est grâce au cadre conceptuel renouvelé offert par l’héliocentrisme que les progrès immenses alors accomplis par l’observation purent porter tous leurs fruits, ou que le projet galiléen d’une science géométrisée du mouvement réussit à prendre corps. Telle fut pour l’essentiel l’origine de la nouvelle philosophie naturelle : une doctrine cosmologique introduite d’abord comme un défi, puis aidée et relayée par les conclusions et les théories dont elle favorisa l’apparition, avant de s’imposer par leur coordination finale dans la grande synthèse newtonienne.

D’où la vanité, et ce sera la deuxième conclusion, des interprétations continuistes – celle de Duhem ou celle plus récente du Père Wallace – selon lesquelles la théorie galiléenne du mouvement est en fait l’aboutissement de recherches commencées trois siècles plus tôt à Oxford et à Paris, fidèlement transmises et largement divulguées par exemple dans les cours et manuels du Collegio romano, l’université jésuite de Rome, dans la deuxième moitié du XVI^e siècle. Le rôle déterminant que joua le ralliement à l’héliocentrisme dans l’élaboration d’une nouvelle représentation du mouvement, préalable nécessaire à son analyse géométrisée, laisse bien apparaître la faiblesse de ces rapprochements. Seule une rupture avec l’ancienne vision du monde pouvait permettre de parvenir à la conception du mouvement-état que tout dans cette vision excluait. Continuité dans le vocabulaire ne signifie aucunement continuité dans les concepts.

La dernière conclusion nous ramène à ce qui fut la spécificité de la philosophie naturelle traditionnelle : associer dans une même entreprise philosophie de la nature et explication raisonnée des phénomènes. Les découvertes et innovations qui surgissent entre 1590 et 1640 allaient entraîner inexorablement la fin de cette association multiséculaire. La rupture ne se fit pas en un jour ni surtout selon une voie unique. Les relations manquées entre Kepler et Galilée sont ici particulièrement éloquentes. Partisans également convaincus de l’héliocentrisme, soucieux tous deux de remplacer une philosophie naturelle devenue à leurs yeux obsolète, ils ne parvinrent jamais, malgré quelques contacts épistolaires, à vraiment communiquer, ni à tirer profit de leurs découvertes respectives [27]. Bien que tenant Kepler en haute estime, Galilée n’intégra jamais l’Astronomia nova (dont il connaissait pourtant les apports [28] ) dans sa présentation et sa défense du copernicianisme. Quant à Kepler, qui pourtant fut le premier à soutenir sans réserve les grandes découvertes de 1609-1610, il n’en tira jamais les conclusions que Galilée jugeait évidentes : la vanité de tout raisonnement sur le monde compris comme un corps clos et fini, la possibilité désormais offerte d’une justification physique (et non purement rationnelle) de l’héliocentrisme. C’est par des cheminements bien différents, ne se rencontrant que rarement, et toujours fugitivement, guidés par des principes et des problématiques inconciliables, que les deux principaux initiateurs après Copernic d’une autre vision du monde élaborèrent leurs contributions. Seul le temps, en les dégageant des contextes dans lesquels elles furent conçues, permit de les unir et de les féconder mutuellement. De cette coordination naquit alors une nouvelle philosophie naturelle, émancipée de la philosophie de la nature, et plus généralement de toute tutelle philosophique. Si la philosophie n’y perdait pas tout rôle, celui qu’elle conservait était davantage celui d’une accompagnatrice – par exemple sous forme de postulats comme la simplicité de la nature ou sa continuité – que celui d’un guide ou d’une pourvoyeuse de concepts. Quant à la philosophie de la nature proprement dite, sans disparaître tout de bon, son destin allait être lui aussi bouleversé. Déchue de sa dignité suprême, placée désormais face à une philosophie naturelle non seulement indépendante mais ne cessant de se développer et de s’enrichir (pour finalement devenir la « science » tout court), elle ne pourra plus qu’espérer soit la compléter soit, s’inspirant de ses résultats, proposer des perspectives visant à satisfaire plus profondément notre besoin de comprendre. Si justifiée soit-elle à cet égard, sa précarité demeure grande, confrontée à l’élargissement ininterrompu des connaissances apportées par la nouvelle philosophie naturelle.