‹ Lectures scientifiques. Extraits de mémoires originaux et d'études sur la science et les savants. Physique et chimieChapitre 12 sur 120 · Paris, Gautier-Villars. 4883-88. 12 vol. petit in-8o · texte numérisé non relu

Paris, Gautier-Villars. 4883-88. 12 vol. petit in-8o

grand'mère. Dès qull fut en âge de le faire, il suivit les cours de l'école de Grantham, petite Tille voisine de Woolsthorpe.

Destiné d'abord par sa mère à diriger l'exploitation du domaine où elle vivait, il montra si peu d'aptitude pour ces fonctions et d'autre part des dispositions si extraordinaires pour l'étude que, sur le conseil de l'un de ses frères, sa mère renonça à son premier projet et se décida à lui faire continuer ses études.

Il entra en 1660 au collège de la Trinité, à Cambridge. Il eut le bonheur d'y trouver un maître, qui non seulement lui donna des leçons utiles, mais qui surtout sut reconnaître son génie et en préparer l'éclosion : ce que Michel Mœstlin avait été pour Kepler à l'université de Tûbingue, Isaac Barrow le fut pour Newton à Cambridge.

Plus que jamais le jeune étudiant se livra à son goût pour l'étude solitaire et la méditation; deux ouvrages surtout lui fournirent l'aliment intellectuel nécessaire : la Géométrie de Descartes et ï Arithmétique des infinis de Wallis.

A cette époque, enl665, ditM.Biot*, il quitta Cambridge, pour fuir la peste qui régnait à Londres, et se retira dans son domaine de Woolsthorpe. Au fond de cette solitude, qui sans doute devait lui rappeler avec délices les premiers développements de cette vive passion qu'il ressentait pour les sciences, il put enfin jouir en repos de luimême, et s'abandonner sans obstacle à ce bonheur de la méditation, qui était tout pour lui*.

Assis un jour sous un pommier, que Ton montre encore, une pomme tomba devant lui ; et ce hasard réveillant peutêtre dans son esprit les idées de mouvements accélérés et uniformes, dont il venait de faire usage dans sa méthode des fluxions, il se mit à réfléchir sur la nature de ce singulier pouvoir, qui sollicite les corps vers le centre

1. BiOT, Mélanges scientifiques et littéraires, t. I, p. 134.

2. L*anecdote suivante est rapportée par Pemberton, contempo^ rain de Newton et son ami particulier. Voltaire, dans ses Éléments de philosophie, dit qu'elle lui a été altesté|L4iaiL«Mme Conduitt, propre nièce de Newton. /^^^ ' ^

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de la terre, qui les y précipite avec une vitesse continuellement accélérée, et qui s'exerce encore sans éprouver aucun affaiblissement appréciable sur les plus hautes tours et au sommet des montagnes les plus élevées. Aussitôt une nouvelle idée s' offrant à son esprit, comme un trait de lumière : « Pourquoi, se demanda-t-il, ce pouvoir ne s'étendrait-il pas jusqu'à la lune même; et alors que faudrait-il de plus pour la retenir dans son orbite autour de la terre? » Ce n'était là qu'une conjecture; mais quelle hardiesse de pensée ne fallait-il pas pour la former et la déduire d'un si petit accident ! On juge bien que Newton s'appliqua tout entier à la vérifier. Alors il songea que, si la lune était en effet retenue autour de la terre par la pesanteur terrestre, les planètes, qui se meuvent autour du soleil, devaient être retenues de même dans leurs orbites par leur pesanteur vers cet astre. Mais *, ci une telle pesanteur existe, sa constance ou sa variabilité, ainsi que l'énergie de son pouvoir à diverses distances du centre, doivent se manifester dans la vitesse diverse des mouvements de circulation; et, par conséquent, sa loi doit pouvoir se conclure de ces mouvements comparés. Or il existe en effet entre eux une relation remarquable, que Kepler avait précédemment reconnue par l'observation; et cette relation est que les carrés des temps des révolutions des différentes planètes sont proportionnels aux cubes de leurs distances au soleil. En partant de cette loi. Newton trouva, par le calcul, que l'énergie de la pesanteur solaire décroissait proportionnellement au carré de la distance; et il faut remarquer qu'il ne put parvenir

1. Newton démontra plus lard la réalité de ce résultat, en le déduisant d'une loi observée par Kepler dans le mouvement de toutes les planètes, laquelle consiste en ce que les rayons vecteurs menés de chacune d'elles vers le soleil, décrivent autour de cet astre, des aires proportionnelles aux temps; mais il ne sut faire usage de cette loi, que lorsqu'il eut découvert le moyen de calculer le mouvement de circulation dans l'ellipse, c'est-à-dire vers la fin de l'année 1679.

NEWTON. b^

à ce résultat sans avoir découvert le moyen d'évaluer, d'après la vitesse de circulation d'un corps et le rayon de son orbite supposée circulaire, Teffort avec lequel il tend à s'éloigner du centre, puisque c'est cet effort qui fait connaître l'intensité de la pesanteur à laquelle il doit être égaL Or c'est précisément dans cette déduction que consistent les beaux théorèmes donnés six ans après par Huyghens sur la force centrifuge; d'où l'on voit que Newton avait dû nécessairement découvrir par lui-même ces théorèmes.

Ayant ainsi déterminé la loi de la pesanteur des planètes vers le soleil. Newton essaya aussitôt de l'appliquer à la lune, c'est-à-dire, d'en conclure la vitesse de son mouvement de circulation autour de la terre, d'après sa distance déterminée par les astronomes, et en partant de l'intensité de la pesanteur, telle qu'elle se manifeste par la chute des corps à la surface de la terre même. Mais, pour effectuer ce calcul, on conçoit qu'il faut connaître exactement le rayon de la terre, c'est-à-dire la distance de sa surface à son centre, en parties de la même mesure qui sert à exprimer l'espace parcouru en un temps donné par les corps pesants, lorsqu'ils tombent près de cette surface : car cette vitesse est le premier terme de comparaison qui détermine l'intensité de la pesanteur à cette distance du centre ; et l'on n'a plus ensuite qu'à l'étendre jusqu'à la distance de la lune, en l'affaiblissant, suivant la loi du carré : après quoi, tout se réduit à examiner si, ainsi diminuée, elle a précisément le degré d'énergie qu'il faut pour retenir la lune contre l'effort de la force centrifuge qu'excite en elle son mouvement de circulation, tel qu'on l'observe.

Malheureusement, à cette époque, il n'existait point encore de mesure exacte de la terre. Celles que l'on avait, et dont la recherche avait été suggérée uniquement par les applications nautiques, n'offraient que des évaluations extrêmement imparfaites.

Newton, réduit à les employer, trouva qu'elles indiquaient, pour la force qui retient la lune dans son orbite, une valeur plus grande de 1/6 que l'observation ne Tassigne d'après le mouvement de circulation de ce satellite. Cette discordance, qui aurait sans doute paru bien petite à tout autre, sembla, à cet esprit si sage, une preuve suffisamment décisive contre la conjecture hardie qu'il avait formée. Il pensa que quelque cause inconnue, peut-être analogue aux tourbillons de Descartes*, modifiait, pour la lune, la loi générale de pesanteur que le mouvement des planètes indiquait. Il ne renonça donc point pour cela à son idée principale : et comment pourrait-on croire que Ton abandonnât de pareilles pensées? Mais, ce qui était un effort aussi grand et plus conforme au caractère de son esprit méditatif, il sut la conserver pour lui seul, et attendre que le temps lui révélât la cause inconnue qui modifiait une loi indiquée par de si fortes analogies.

Cela arriva seulement en 1682*. Vers le mois de juin de cette année, se trouvant â Londres à une séance de la Société royale, on vint à parler de la nouvelle mesure d'un degré terrestre, récemment exécutée en France par Picard ; et l'on donna beaucoup d'éloges aux soins qu'il avait employés pour la rendre exacte. Newton s'étant fait communiquer la longueur du degré résultante de cette mesure, revint aussitôt chez lui ; et, reprenant son premier calcul de 1665, il se mit à le refaire avec ces nouvelles données. Mais à mesure qu'il avançait, comme l'effet plus avantageux des nouveaux nombres se faisait sentir, et que la tendance favorable des résultats vers le but désiré devenait de plus en plus évidente, il se trouva tellement ému, qu'il ne put continuer davantage son calcul, et pria un de ses amis de l'achever ^.

Cette fois l'accord du résultat théorique avec l'observa-

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