La révolution scientifique fut la transformation de la manière dont les Européens comprenaient la nature, des années 1540 aux années 1680 environ, qui remplaça les appels à l’autorité antique par l’observation, les mathématiques et l’expérience. Copernic déplaça la Terre du centre de l’univers. Galilée pointa une lunette vers les cieux et vit des lunes autour de Jupiter. Newton écrivit des lois qui décrivaient la chute des pommes et l’orbite des planètes avec les mêmes mathématiques. Le résultat ne fut pas seulement des faits nouveaux. Ce fut une nouvelle manière de connaître : la méthode scientifique, la revue scientifique et la société savante.
Pendant deux mille ans, le monde européen instruit comprit la nature à travers Aristote. La Terre se tenait au centre de l’univers. Les cieux étaient des sphères parfaites d’éther immuable. Les corps lourds tombaient parce qu’ils cherchaient leur lieu naturel. Le système était élégant, complet, et faux de manières qui comptaient. Il était aussi fusionné avec la théologie chrétienne : la synthèse médiévale d’Aristote et de l’Église faisait de l’ancienne physique une question de doctrine autant que de science. Mettre Aristote en question, c’était risquer plus qu’un débat académique.
L’ancien système avait des défenseurs avec de bonnes raisons. Il expliquait ce que les gens voyaient : le Soleil se levait et se couchait, la Terre semblait immobile sous leurs pieds, et les étoiles tournaient au-dessus d’eux. Il avait le poids de siècles de commentaires. Et il était encastré dans les universités, où le programme était construit autour des textes d’Aristote. La révolution scientifique ne commença pas parce que les gens devinrent soudain plus intelligents. Elle commença parce que de nouveaux instruments, de nouvelles observations et de nouvelles mathématiques rendirent les fissures de l’ancien système impossibles à ignorer.
Trois évolutions préparèrent le terrain. L’imprimerie, qui se répandit à travers l’Europe après les années 1450, rendit les livres assez bon marché pour faire circuler des arguments, des schémas et des tables dans tout le continent. Les voyages d’exploration rapportèrent de nouvelles plantes, de nouveaux animaux et de nouveaux peuples qu’Aristote n’avait jamais décrits, et ils soulevèrent une question : si les anciens ne savaient pas tout de la géographie, qu’est-ce qu’ils ignoraient d’autre ? Et la redécouverte des mathématiques antiques, en particulier les œuvres d’Archimède et des astronomes grecs, donna aux penseurs des outils plus tranchants que la logique d’Aristote.
En 1543, l’année de sa mort, Nicolas Copernic publia Des révolutions des sphères célestes, qui plaça le Soleil, et non la Terre, au centre de l’univers. Copernic n’était pas un révolutionnaire de tempérament. C’était un chanoine de l’Église, un astronome soigneux, et il avait travaillé sur le problème pendant des décennies. Son motif était technique : l’ancien système ptolémaïque, avec ses épicycles et ses équants, était devenu lourd, et un système centré sur le Soleil était plus simple et plus élégant. Il garda les sphères et les orbites circulaires de l’ancienne astronomie. Il déplaça le centre.
L’impact immédiat du livre fut limité. Copernic n’offrait aucune preuve physique que la Terre bougeait, et l’idée contredisait à la fois le sens commun et l’Écriture. La célèbre préface, ajoutée par le théologien Andreas Osiander à l’insu de Copernic, présentait le système comme une commodité mathématique, et non comme une vérité physique, ce qui adoucit son impact. Pendant des décennies, l’héliocentrisme fut une hypothèse que quelques astronomes utilisaient et que la plupart ignoraient. Sa force était qu’il reformulait la question : si la Terre bougeait, alors toute la physique du mouvement devait être reconstruite.
L’homme qui la reconstruisit fut Johannes Kepler. Travaillant avec les observations méticuleuses de Tycho Brahe, qui avait passé des décennies à consigner les positions des planètes sans lunette, Kepler découvrit que les planètes ne se déplaçaient pas en cercles mais en ellipses, avec le Soleil à l’un des foyers. Ses trois lois du mouvement planétaire, publiées entre 1609 et 1619, remplacèrent la perfection circulaire par la précision mathématique. Les cieux n’étaient plus des sphères parfaites. C’étaient une machine gouvernée par des lois, et ces lois pouvaient être écrites.
En 1609, Galilée entendit parler d’un nouvel instrument hollandais, la lunette, et en construisit sa propre version, bien plus puissante. Il la pointa vers le ciel et vit ce que personne n’avait vu avant lui : des montagnes sur la Lune, des taches sur le Soleil, les phases de Vénus, et quatre lunes en orbite autour de Jupiter. Chaque observation était un coup porté à l’ancien cosmos. La Lune n’était pas une sphère parfaite. Le Soleil changeait. Vénus tournait autour du Soleil, et non de la Terre. Jupiter avait son propre centre de mouvement, ce qui signifiait que la Terre n’était pas le seul centre de l’univers. Les cieux n’étaient pas parfaits, et ils n’étaient pas centrés sur la Terre.
Galilée publia ses découvertes dans le Messager des étoiles en 1610, et le livre le rendit célèbre dans toute l’Europe. Il poursuivit avec une campagne pour le copernicianisme, argumentant en italien, en public, et avec un talent pour la polémique qui lui faisait des ennemis aussi vite que des convertis. En 1616, l’Église l’avertit de ne pas enseigner l’héliocentrisme comme vrai. En 1632, il publia le Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, une défense brillante et moqueuse de Copernic qui mettait les propres arguments du pape dans la bouche d’un personnage nommé Simplicio, le simplet. En 1633, l’Inquisition le jugea, l’obligea à se rétracter, et le condamna à la prison à domicile à vie.
L’affaire Galilée devint le mythe fondateur du conflit entre la science et la religion, et le mythe est plus simple que l’histoire. Galilée était un catholique pieux qui croyait que l’Écriture et la nature ne pouvaient pas se contredire, puisque les deux venaient de Dieu. La position de l’Église n’était pas antiscientifique au sens moderne : elle était qu’une nouvelle cosmologie avait besoin de preuves avant de pouvoir renverser la lecture reçue de l’Écriture, et la preuve de Galilée n’était pas encore décisive. Le procès était aussi politique, mêlé à la guerre de Trente Ans, à l’autorité papale et à l’insulte personnelle. Mais l’effet fut réel : le procès refroidit la défense de Copernic dans les pays catholiques, et il poussa le centre de la nouvelle science vers le nord, vers les terres protestantes et vers les Pays-Bas.
La révolution scientifique ne fut pas seulement des résultats nouveaux. Ce fut une méthode nouvelle, et deux philosophes lui donnèrent ses formes classiques. Francis Bacon, écrivant en Angleterre au début des années 1600, défendit l’induction : la connaissance devait se construire à partir d’observations et d’expériences soigneuses, et non d’une déduction à partir de textes antiques. Son Novum Organum, publié en 1620, appela à une grande instauration, un renouveau du savoir fondé sur des expériences consignées, partagées et répétées. Bacon fut aussi un propagandiste de la science comme puissance : la connaissance, arguait-il, devait soulager la condition humaine, et pas seulement orner le débat.
René Descartes, écrivant en France et aux Pays-Bas, offrit une autre voie. Son Discours de la méthode, publié en 1637, commença par le doute systématique : rejeter tout ce qui peut être douté, et reconstruire à partir de la seule certitude, que le penseur existe. Descartes donna à la nouvelle science son âme mathématique : un univers de matière en mouvement, gouverné par des lois qui pouvaient s’exprimer géométriquement, et une méthode consistant à réduire les problèmes à leurs parties les plus simples et à les reconstruire étape par étape. Sa géométrie analytique, qui transformait les formes en équations, devint l’un des outils les plus puissants des mathématiques.
Bacon et Descartes étaient en désaccord sur presque tout, et la nouvelle science avait besoin des deux. L’empirisme de Bacon lui donna l’expérience. Le rationalisme de Descartes lui donna les mathématiques. La synthèse vint dans les institutions : la Royal Society de Londres, fondée en 1660, et l’Académie des sciences à Paris, fondée en 1666, créèrent des espaces où les expérimentateurs pouvaient démontrer des résultats, en débattre et les publier. La revue scientifique, qui commença avec les Philosophical Transactions en 1665, créa un dossier public des affirmations et des preuves. La science devint une entreprise collective, avec des règles pour ce qui comptait comme preuve.
La révolution ne porta pas seulement sur les cieux. En 1543, la même année que le livre de Copernic, André Vésale publia De la fabrique du corps humain, fondé sur des dissections qu’il avait pratiquées lui-même, corrigeant les erreurs anatomiques de Galien qui tenaient depuis treize siècles. Vésale montra que l’anatomie devait s’apprendre du corps, et non du livre. En 1628, William Harvey publia son exposé de la circulation du sang, démontrant que le cœur pompait le sang dans tout le corps en circuit fermé. L’argument de Harvey était quantitatif : il calcula que le foie ne pouvait pas produire autant de sang que l’ancienne théorie l’exigeait, et les chiffres imposèrent une nouvelle théorie.
Le microscope ouvrit un monde que personne n’avait connu. Antonie van Leeuwenhoek, un drapier hollandais, tailla des lentilles qui révélèrent des animalcules, de minuscules êtres vivants dans l’eau, le sang et la plaque dentaire. Robert Hooke, dans sa Micrographia de 1665, publia des dessins de puces, de cellules de liège et de flocons de neige, et donna son nom à la cellule. Le microscope rendit visible le petit monde, et il souleva une question qui prendrait des siècles à résoudre : si de minuscules êtres vivants étaient partout, que faisaient-ils ? La théorie des germes de la maladie était encore à deux siècles de là, mais l’instrument qui la rendrait possible était déjà en main.
La chimie commença aussi sa longue marche de l’alchimie vers la science. Robert Boyle, dans Le chimiste sceptique de 1661, soutint que la matière était composée de particules, et que l’analyse chimique devait être expérimentale, et non mystique. La loi de Boyle, reliant la pression et le volume d’un gaz, fut l’une des premières lois quantitatives de la nouvelle science. Le rêve de transmutation des alchimistes s’estompa, mais leurs laboratoires, leurs fourneaux et leurs techniques survécurent, et ils devinrent les outils d’une nouvelle chimie.
Isaac Newton, né en 1642, l’année de la mort de Galilée, porta la révolution à sa synthèse. Ses Principia, publiés en 1687 sous le titre de Principes mathématiques de la philosophie naturelle, exposèrent trois lois du mouvement et une loi de la gravitation universelle, et montrèrent que les mêmes lois gouvernaient une pomme qui tombe et l’orbite de la Lune. Les Principia furent la première grande œuvre de la physique moderne : un système mathématique qui décrivait le monde et prédisait ses mouvements, vérifié par les observations précises de Kepler, de Galilée et de leurs successeurs. Ce fut aussi, à sa manière, une révolution philosophique : elle remplaça la question du pourquoi les choses bougent par la question du comment elles bougent, et elle répondit par les mathématiques.
L’optique de Newton, publiée en 1704, montra que la lumière blanche était composée de couleurs, et son travail sur le calcul, développé en parallèle avec Leibniz, donna aux mathématiques les outils pour décrire le changement. Newton fut aussi, célèbrement, un homme de son époque : il passa plus de temps sur l’alchimie et la chronologie biblique que sur la physique, et il fut un collègue difficile et secret qui se querella avec Hooke et Leibniz. Les Principia ne mirent pas fin à la science. Ils donnèrent à la science un modèle de ce à quoi ressemblait une théorie complète, et ils fixèrent la norme que les sciences ultérieures, de la chimie à la biologie, essaieraient d’atteindre.
La révolution scientifique prit fin, si elle prit fin quelque part, avec Newton. Mais ses institutions, sa méthode et son attitude survécurent et se répandirent. L’idée que la nature est gouvernée par des lois, que ces lois peuvent être découvertes par l’expérience et les mathématiques, et que la connaissance doit être publique, partagée et testée, devint le système d’exploitation de la science moderne. Les Lumières, la révolution industrielle et le monde moderne reposent tous sur ce fondement.
- 1543: Copernic publie Des révolutions des sphères célestes ; Vésale publie De la fabrique du corps humain.
- 1600: William Gilbert publie De l’aimant, œuvre fondatrice de la science expérimentale.
- 1609: Kepler publie l’Astronomia Nova, avec les deux premières lois du mouvement planétaire.
- 1610: Galilée publie le Messager des étoiles, rendant compte de ses découvertes télescopiques.
- 1616: L’Église avertit Galilée de ne pas enseigner l’héliocentrisme comme vrai.
- 1620: Bacon publie le Novum Organum, défendant l’induction et l’expérience.
- 1628: Harvey publie sur la circulation du sang.
- 1632: Galilée publie le Dialogue sur les deux grands systèmes du monde.
- 1633: Galilée est jugé par l’Inquisition et condamné à la prison à domicile.
- 1637: Descartes publie le Discours de la méthode.
- 1660: La Royal Society de Londres est fondée.
- 1661: Boyle publie Le chimiste sceptique.
- 1665: Hooke publie Micrographia ; les Philosophical Transactions commencent leur publication.
- 1666: L’Académie des sciences est fondée à Paris.
- 1687: Newton publie les Principia.
- 1704: Newton publie Opticks.
Nicolas Copernic (1473 à 1543) Astronome polonais qui plaça le Soleil au centre de l’univers, lançant la révolution scientifique avec un livre publié l’année de sa mort.
André Vésale (1514 à 1564) Anatomiste dont les dissections corrigèrent treize siècles d’erreurs galéniques et fondèrent l’anatomie moderne.
Tycho Brahe (1546 à 1601) Astronome danois dont des décennies d’observations précises à l’œil nu donnèrent à Kepler les données des lois du mouvement planétaire.
Johannes Kepler (1571 à 1630) Astronome allemand qui découvrit que les planètes se déplacent en ellipses et formula les trois lois du mouvement planétaire.
Galilée (1564 à 1642) Astronome et physicien italien dont les découvertes télescopiques brisèrent l’ancien cosmos et dont le procès devint le symbole de la science contre l’autorité.
Francis Bacon (1561 à 1626) Philosophe anglais qui défendit l’induction, l’expérience et la science comme puissance, et appela à un renouveau du savoir fondé sur l’observation.
René Descartes (1596 à 1650) Philosophe et mathématicien français qui reconstruisit la connaissance à partir du doute systématique et donna à la nouvelle science sa méthode mathématique.
William Harvey (1578 à 1657) Médecin anglais qui démontra la circulation du sang par un argument quantitatif.
Robert Boyle (1627 à 1691) Philosophe de la nature irlandais qui défendit la chimie expérimentale et formula la loi de Boyle sur les gaz.
Isaac Newton (1643 à 1727) Physicien anglais dont les Principia unirent le ciel et la terre sous un seul ensemble de lois et fixèrent la norme de la science moderne.
L’héritage le plus durable de la révolution scientifique est la méthode. L’idée que les affirmations sur la nature doivent être testées par l’observation et l’expérience, que les résultats doivent être publiés et répétés, et que les mathématiques sont le langage de la nature, est le système d’exploitation de la science moderne. Les institutions que la révolution créa, la société savante, la revue scientifique et le laboratoire universitaire, sont toujours l’infrastructure de la recherche. La révolution créa aussi la division moderne entre la science et la théologie, une division que la plupart de ses fondateurs, qui étaient croyants, n’avaient pas voulue, mais qui devint le cadre du monde moderne.
Les idées de la révolution se répandirent bien au-delà de l’astronomie et de la physique. La méthode expérimentale façonna la chimie, la biologie et la médecine. L’idée de lois de la nature façonna les idées des Lumières sur les lois de la politique et de l’économie. La technologie qui suivit, de la machine à vapeur au vaccin et à l’ordinateur, repose sur le fondement que Copernic, Galilée et Newton posèrent. Le monde moderne, avec sa médecine, ses machines et son sens du progrès, est l’enfant de la révolution scientifique.
Le bilan honnête est le suivant : la révolution scientifique fut une histoire européenne, mais elle puisa dans des savoirs venus du monde entier, de l’astronomie et de la médecine islamiques, des mathématiques indiennes et de la technologie chinoise. Ses fondateurs étaient souvent religieux, souvent secrets, et souvent aussi faux que justes. Son triomphe ne fut pas de remplacer l’erreur par la vérité d’un seul coup, mais de bâtir un système pour trouver et corriger l’erreur. Magna Bureau raconte l’histoire entière, parce que la révolution qui apprit au monde comment connaître mérite qu’on se souvienne de sa méthode, et pas seulement de ses héros.
- Thomas Kuhn, La structure des révolutions scientifiques, 1962.
- Steven Shapin, La révolution scientifique, 1996.
- David Wootton, The Invention of Science : A New History of the Scientific Revolution, 2015.
- Galilée, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, 1632.
- Isaac Newton, Principes mathématiques de la philosophie naturelle (Principia), 1687.
- Francis Bacon, Novum Organum, 1620.
- René Descartes, Discours de la méthode, 1637.
- Royal Society, archives et Philosophical Transactions, depuis 1665.
- Encyclopaedia Britannica, articles sur la révolution scientifique, Galilée et Newton.
- Cambridge History of Science, volumes sur la science du début de l’époque moderne, Cambridge University Press.