L'Académie des sciences et les académiciens de 1666 à 1793

Les exemples d’analyse par distillation sont nombreux dans l’histoire de l’Académie. Un jour, la compagnie étant assemblée, on procède à la distillation d’un melon tout entier dont on avait seulement ôté les graines et dont le poids était de cinq livres. La liqueur distillée fut fractionnée en neuf parties qui se trouvèrent toutes, à l’exception de la première, médiocrement acides. La neuvième et dernière avait beaucoup de sel volatil, et il resta quatre grains de sel lixiviel.

Un autre exemple confirmera la trompeuse facilité de ce que l’on nommait analyse chimique à la fin du XVIIe siècle. «La compagnie étant assemblée le 14 juillet 1667, M. Bourdelin a fait voir l’analyse de quarante crapauds tout vivants. Il y en avait qui étaient gardés depuis dix-huit jours dans un panier, et ceux-là sentaient fort mal; ils pesaient deux livres, onze onces et plus. On en a tiré trente-cinq onces, trois gros de liqueur; les cinq premières onces ont été tirées au bain vaporeux: la première, claire et limpide, d’une saveur piquante, a blanchi l’eau de sublimé; la seconde a rendu laiteuse l’eau de sublimé; la troisième a légèrement précipité l’eau de sublimé et troublé l’eau de vitriol; la quatrième a plus précipité l’eau de sublimé; la cinquième a fait ces effets encore plus fortement. Il en reste dix onces fort sèches.» Tels sont les résultats visiblement informes et sans portée dont l’Académie, pendant près de trente ans, chargea patiemment ses registres.

Les macérations quelquefois venaient en aide à la distillation. «Je suis d’avis, disait Dodart à l’Académie, un jour où elle tenait conseil pour déterminer et arranger l’ordre de ses travaux, je suis d’avis que l’on continue cette année à macérer des plantes. Nous ne sommes pas assurés que cette préparation confonde ou altère les principes, il est probable qu’elle les démêle; et supposé qu’elle les altère, il est bon de savoir quelle altération elle cause, et comme il n’y a guère d’apparence que les analyses nous fassent voir dans les produits ce qu’ils sont et ce qu’ils peuvent faire, il faut au moins qu’elles nous fassent voir ce qu’on peut y faire par quelque voie que ce soit; or la macération est une de ces voies et des principales.»

Au lieu de promener son attention sur des communications trop nombreuses et trop rapides pour la captiver, l’Académie avait pour coutume de consacrer une séance tout entière à l’étude d’une question qui restait à l’ordre du jour pendant plusieurs semaines, quelquefois même pendant plusieurs mois de suite; elle s’arrêtait sur chaque difficulté, discutait tous les points de vue, jugeait les opinions opposées et dans les cas demeurés douteux faisait immédiatement appel à l’expérience. De telles conférences, souvent pleines d’intérêt et de vie, si elles n’accroissaient pas toujours la science, exerçaient au moins les plus habiles et servaient à l’instruction de tous.

Une des questions les plus longuement étudiées fut celle de la coagulation qui, pendant l’année 1669, occupa vingt semaines de suite toutes les séances du samedi. Des animaux vivants, un agneau et un cheval entre autres, furent amenés au laboratoire et livrés au scalpel. L’illustre Huyghens, dont l’esprit vif et étendu embrassait toutes les questions, proposa à cette occasion sur la nature des liquides une opinion longuement motivée et remarquable à beaucoup d’égards.

La liquidité suivant lui ne consiste pas seulement dans le détachement des parties du corps, mais encore dans un mouvement continuel de ces parties. «Plusieurs raisons, dit-il, le rendent vraisemblable, et premièrement cette propriété des liqueurs de se faire une surface plane et horizontale, c’est-à-dire de faire descendre toute sa masse, est une chose qu’on ne conçoit pas qui se puisse faire par la seule petitesse et non-cohérence des parties, parce qu’on voit qu’un tas de blé ou de grains de moutarde ou de sable ne s’aplatit pas, mais demeure en forme de pyramide; mais quand on secoue longtemps, quoique par petit coups, le vaisseau qui les contient, ce qui cause du mouvement dans tous les grains, on voit qu’ils se mettent de niveau ainsi qu’un liquide.»

Huyghens dans un autre passage, à propos de la coagulation du lait, parle de la chaleur qui n’est, qu’une agitation plus violente des mêmes parties du lait. Cette idée, aujourd’hui presque triomphante, qui fait de la chaleur un mouvement des molécules, a été proposée plusieurs fois devant l’Académie des sciences. On lit au procès-verbal du 23 juin 1677: «Il y a beaucoup d’apparence que la chaleur vient du mouvement, la forte d’un mouvement très-vif et la faible d’un mouvement assez lent… En un mot, je ne sais quel mouvement c’est que la chaleur, mais je suppose que c’est un mouvement.» Les physiciens aujourd’hui n’en peuvent pas dire davantage. Mariotte et Perraut invités à parler sur la coagulation y employèrent chacun une séance entière sans rien dire qu’on doive rapporter.

Pendant que les séances du samedi étaient consacrées à l’étude de la coagulation, la discussion d’une machine proposée et construite par Huyghens pour mesurer la force de l’air et des liquides en mouvement, occupait celles du mercredi. La question pour des cartésiens était liée très-intimement à la cause et au mécanisme de la pesanteur. Huyghens proposa les conjectures qui devaient peu de temps après lui inspirer le petit écrit: De causu gravitatis. Elles soulevèrent des contradictions, et la compagnie fut fort partagée. Roberval trouvait la question trop difficile et trop haute. On ne doit pas, disait-il sagement, prononcer sur de tels mystères; le fond en est entièrement impénétrable, et il faudrait, pour les éclaircir, quelque sens particulier et spécial dont nous manquons. Sans s’embarrasser dans la recherche des causes, il était d’avis qu’on s’en tînt au fait. L’Académie cependant voulut rassembler ses conseils et ses forces pour juger une question qui surpasse sans doute l’intelligence humaine et qu’aucune décision ne saurait trancher. Une première commission dont le rapporteur fut Mariotte proposa des objections auxquelles Huyghens répondit aussitôt; l’Académie alors chargea Picard de prononcer définitivement. Le prudent astronome, ennemi des discussions et des incertitudes, déclina une telle responsabilité, mais Duhamel et Perraut déclarèrent longuement leurs pensées. Huyghens maintint les siennes, et la discussion qui n’eut rien que de faible se prolongea pendant plusieurs semaines sans autre effet, comme on aurait pu le prévoir, que d’affermir chacun dans son opinion.

Les travaux astronomiques étaient en même temps activement poursuivis. La construction de l’Observatoire, décidée en 1664, fut commencée en 1667. Le 21 juin, une commission d’académiciens détermina l’orientation de la façade. Rien n’est plus mal entendu que cet édifice. Perraut, malgré tout son talent, s’y montra plus curieux de l’harmonie et de la régularité des formes que des besoins véritables de la science. Des dispositions réclamées par les astronomes et dont Colbert lui-même avait reconnu l’utilité furent obstinément repoussées par lui, comme incompatibles avec la beauté de l’ensemble. L’art d’observer éprouvait d’ailleurs à ce moment une véritable révolution, et les astronomes les plus habiles n’étaient d’accord eux-mêmes ni sur la nature ni sur le choix des instruments à y installer.

Picard et Auzout auraient voulu tout disposer pour l’astronomie de précision, prendre jour par jour des mesures régulières et exactes et au catalogue minutieux des étoiles joindre les tables des mouvements planétaires et des positions de la lune; mais leur influence devait céder au crédit de Dominique Cassini. C’était Picard lui-même qui, sur l’estime qu’il avait conçue de ses talents, avait récemment attiré les bienfaits de Colbert sur ce redoutable rival. Homme d’esprit et homme de qualité, facile et agréable d’humeur, habitué à la représentation et à l’éclat extérieur, Cassini obtint aisément la faveur du roi; habile à la ménager, il excellait à charmer son imagination, à exciter sa curiosité et à la satisfaire quel qu’en fût l’objet avec une merveilleuse assurance.

Un jour, une comète parut dans le ciel. Le roi désira savoir vers quelle région elle se dirigeait. Cassini qui ne l’avait observée qu’une fois, le lui dit immédiatement. La comète suivit une autre route, mais le roi ne s’en informa pas et se souvint seulement que pour un homme aussi habile que M. Cassini les astres n’avaient pas de secrets. En découvrant deux nouveaux satellites de Saturne, Cassini put se glorifier d’avoir porté le nombre total des astres errants au beau chiffre de 14, qui avait l’honneur d’être uni au nom illustre de Louis. La flatterie eut un plein succès, et une médaille, frappée par ordre du roi, en consacra le souvenir.

Picard et Auzout, aussi simples que modestes, empressés d’ailleurs à proclamer le mérite et la science de Cassini, devaient paraître près de lui de bien petits compagnons. Cassini fut donc presque seul consulté par l’architecte de l’Observatoire. Il n’approuva pas tout, et ses mémoires posthumes donnent un libre cours aux critiques; mais il accorda publiquement de grandes louanges à Perraut, et les réclamations ne purent être bien énergiques contre un monument dont «le dessein, la grandeur et la solidité lui paraissaient admirables.» La solidité, résultat de l’épaisseur des murs, était un grand inconvénient; elle empêcha l’installation des deux instruments les plus utiles aux observateurs modernes: la lunette méridienne inventée par Roemer et le cercle mural dû à Picard. Tous deux en effet exigent dans la maçonnerie une ouverture continue allant de l’horizon au zénith. Cet inconvénient est tel que cent ans plus tard un des descendants de Cassini proposait pour y remédier de raser l’édifice au niveau du premier étage. Cassini, qui fut le premier directeur de l’Observatoire, cherchait surtout dans la science des résultats isolés et brillants et semblait peu se soucier de préparer par d’obscurs travaux les découvertes de ses successeurs. L’imperfection des instruments de précision devait donc le gêner moins qu’un autre. Mais Picard en souffrit beaucoup, et quoiqu’en restant toujours avec Cassini dans les meilleures relations, il n’obtint que lentement les secours nécessaires pour réaliser ses projets, toujours cependant utilement et largement conçus.

Les astronomes de l’Académie en attendant l’achèvement de l’œuvre de Perraut ne demeuraient pas inactifs. Louis XIV les avait chargés de mesurer la grandeur de la terre. Picard et Auzout, en exécutant ce travail, introduisirent dans leurs observations un des perfectionnements les plus importants qu’ait reçus depuis deux siècles l’astronomie de précision. Ils appliquèrent pour la première fois les lunettes à la mesure des angles. Cette idée, proposée par Huyghens dans son écrit sur le système de Saturne et perfectionnée par Picard et par Auzout, devait assurer aux observations une exactitude presque illimitée.

Les lunettes avaient révélé dans le ciel à Galilée, à Kepler et à leurs successeurs d’importants détails invisibles à l’œil nu, mais cette représentation sans réalité, formée par les rayons lumineux après tant de déviations inégales et mal connues, ne semblait pas pouvoir indiquer même approximativement leur direction primitive. La lunette en effet montre à la fois une infinité de points différents; vers lesquels est-elle précisément dirigée?

Lorsqu’on observe avec une lunette un objet fort éloigné, une étoile par exemple, la lunette montre son image formée au foyer du verre antérieur, nommé objectif, et la position de cette image regardée à travers une loupe, nommée oculaire, varie avec celle de l’œil de l’observateur. Picard pour préciser la direction place dans la lunette, à la distance même où peut se former l’image, deux fils très-fins qui se croisent perpendiculairement; l’observateur, par le déplacement de l’instrument, doit amener le point de croisement à recevoir l’image de l’objet qu’il étudie. Mais il faut deux points pour déterminer une direction, et les deux fils, par leur croisement, n’en donnent qu’un seul. Telle fut l’objection qui, en obscurcissant l’invention de Picard, empêcha toujours le célèbre Hévélius de l’appliquer à ses instruments.

Picard, exact au fond mais confus dans ses explications, apportait cependant une preuve décisive, je veux dire l’épreuve même. L’ancienne méthode donnait des résultats d’autant plus rapprochés des siens qu’on l’appliquait avec plus d’habileté et de soin. L’ingénieux, académicien avait en effet complétement raison. Lorsque les fils convenablement disposés cachent l’image d’un point éloigné, la ligne dirigée vers l’objet est déterminée et toujours la même dans l’intérieur de la lunette dont elle est l’axe véritable; les points situés sur son prolongement ne sont pas seuls aperçus par l’observateur, mais ils sont seuls visés par l’instrument. Tous les observateurs aujourd’hui profitent de cette invention, et grâce à elle les plus médiocres surpassent Tycho en précision, autant et plus peut-être que Tycho surpassait ses prédécesseurs.

La position de plusieurs villes du royaume, déterminée astronomiquement par Picard, devait servir à la mesure du méridien. Quelques résultats très-inattendus suggérèrent à l’Académie le dessein plus vaste de les rattacher à un ensemble en construisant une nouvelle carte de France. Cette résolution approuvée par Colbert fut suivie d’un prompt effet. Picard et Lahire commencèrent les travaux sans retard, mais ralentis et interrompus souvent par la nécessité des affaires, ils n’étaient pas fort avancés à la mort de Picard. Cassini eut l’honneur de continuer ce grand ouvrage dont la célèbre carte qui porte son nom et qui fut terminée par son arrière-petit-fils devait être le dernier résultat.

Lorsqu’une étude entreprise se trouvait terminée ou abandonnée, l’Académie, toujours empressée à passer d’un travail à un autre, avisait aussitôt un but nouveau à atteindre et par des discussions parfois très-prolongées s’efforçait de tracer sa route et d’y régler sa marche à l’avance. C’est ainsi que le 3 novembre 1669, quinze sujets d’expérience et d’étude furent successivement proposés. Presque tous sont insignifiants et je citerai seulement les suivants:

Faire l’analyse du café et du thé pour savoir pourquoi ils empêchent de dormir.

Faire l’analyse de l’urine pour savoir ce qui fait sa vertu pour les goutteux et contre les vapeurs.

Chercher des purgatifs agréables au goût.

Un autre jour, l’Académie n’ayant rien de mieux à faire, on proposa d’enlever la rate à des chiens, et l’on trouva pour tout résultat qu’ils étaient plus gais et urinaient davantage.

L’Académie, toujours exacte à faire une expérience au moins dans chaque réunion du samedi, prenait souvent des chiens pour victimes. Plus d’un, piqué par une vipère, servit d’épreuve à la vertu des antidotes réputés efficaces. Ils ne mouraient pas tous, mais l’inégale gravité des morsures et la force plus ou moins grande de l’animal expliquaient suffisamment la différence des résultats. L’Académie, qui revint plus d’une fois sur ces expériences, semblait se plaire à varier le choix des victimes. Un chat fut mordu au ventre; il vivait à la fin de la séance, mais il mourut deux jours après. Une grenouille mordue par une vipère mourut la nuit suivante. Deux vipères mordues par deux autres vipères vivaient encore à la fin de la séance, et le procès-verbal ajoute en post-scriptum: «Elles se portent aujourd’hui fort bien.» Un petit serpent fut également mordu; il mourut le lendemain. Trois pigeons enfin ayant été mordus par trois vipères, les deux premiers moururent, le troisième survécut et assista à la séance suivante où l’on put constater qu’il s’était formé une croûte sur la plaie.

La question, on le voit, ne faisait pas de grands progrès. Elle fut reprise en 1737 à l’occasion d’un remède proposé par un charlatan et qui fit grand bruit. L’Académie sacrifia encore neuf pigeons, vingt-deux poulets, deux coqs, une oie, deux chats et huit chiens, sans donner de conclusion certaine.

Dans l’une des séances où périodiquement en quelque sorte, l’Académie ayant épuisé son programme avait à se demander: Qu’allons-nous entreprendre? Picard, après avoir tracé le tableau judicieux des désiderata de l’astronomie, proposa qu’en attendant l’achèvement de l’Observatoire, une commission fût envoyée à Uranibourg pour en déterminer exactement la position et rendre possible la comparaison des tables rudolphines de Tycho Brahé avec les résultats qu’on obtiendrait à Paris. La résolution fut approuvée immédiatement par Colbert, et Picard lui-même partit pour le Danemark. Il devait avant tout déterminer la hauteur du pôle à Uranibourg. En rendant compte des minutieuses précautions dont il s’est entouré, Picard fit connaître, pour la première fois, les singuliers déplacements que quinze ans d’observations lui avaient révélé dans la position de l’étoile polaire et qui l’ont fait toucher de bien près à l’une des grandes découvertes de l’astronomie moderne. Ces inégalités qui lui semblaient inexplicables n’ont plus aujourd’hui rien de mystérieux. Bradley en révélant leur cause a expliqué leur loi. Elles dépendent, en partie au moins, comme il l’a montré avec évidence, de la vitesse de la terre qui, comparable à celle de la lumière, altère inégalement aux diverses époques de l’année la direction apparente suivant laquelle nous parviennent les rayons issus d’une même étoile. Si Picard, qui ne l’a pas même soupçonné, n’a aucun droit à cette grande découverte, on en doit peut-être admirer davantage la perfection jusque-là inouïe des observations qui, en dehors de toute idée préconçue, lui ont révélé d’aussi minutieux détails.

La méridienne d’Uranibourg fut l’occasion d’un grand étonnement. La direction assignée par Tycho présentait dix-huit minutes d’erreur. Devait-on accuser l’habileté ou le soin du grand astronome ou voir dans le déplacement de la méridienne une preuve de la variation du pôle? Un trop grand nombre d’observations s’accordent à prouver le contraire, et il fallut bien admettre chez l’exact et consciencieux Tycho une erreur rendue inexplicable par son évidence même.

«Nous osons promettre à la postérité, ajoute Picard avec une légitime confiance, que si, dans la suite des temps, on trouve qu’il faille changer de plus d’une minute ce que nous avons établi sur ce sujet, ce sera pour lors que l’on pourra s’assurer de l’instabilité de la ligne méridienne.»

Le voyage d’Uranibourg donna à l’Académie une force et une gloire nouvelles. Le jeune Roemer, ramené en France par Picard et introduit dans l’Académie, fut d’abord un de ses membres les plus actifs et bientôt un des plus illustres. Roemer en effet a mesuré le premier la vitesse de la lumière, à laquelle Picard par une voie toute différente avait touché de si près. Les satellites de Jupiter, en circulant autour de la planète, traversent périodiquement le cône d’ombre projeté par elle à l’opposé du soleil. Si leur mouvement était uniforme aussi bien que celui de Jupiter, les entrées ou immersions dans le cône d’ombre se succéderaient à intervalles égaux, et il en serait de même des sorties ou émersions; si la lumière se propage instantanément, la régularité des observations reproduira fidèlement celle des phénomènes, mais si au contraire les rayons lumineux emploient un certain temps à parcourir la distance variable qui nous sépare de Jupiter, l’observation inégalement retardée accusera dans les intervalles des différences qui n’ont rien de réel et dont la loi est évidente. Lorsque la terre s’éloigne de Jupiter, nous fuyons pour ainsi dire devant les rayons qu’il nous envoie, le retard va en augmentant, et les intervalles apparents sont plus grands que les intervalles réels. L’effet est contraire lorsqu’en nous rapprochant de la planète, nous allons au-devant de ses rayons. Or un examen facile de la position des astres montre que, dans le premier cas, Jupiter cachant ses satellites au moment de l’immersion, l’émersion est seule visible de la terre; les immersions au contraire le sont seules dans le second cas. Si donc la propagation de la lumière n’est pas instantanée, l’intervalle entre deux immersions consécutives observées doit sembler plus court que celui de deux émersions, et la différence sera d’autant plus grande que la lumière marche moins vite. C’est par ces considérations ingénieuses que Roemer osa fixer à vingt-deux minutes le temps employé par la lumière à traverser le diamètre de l’orbite terrestre. Un paradoxe aussi hardi heurtait non-seulement l’opinion commune mais l’une des assertions les plus résolues et les plus tranchantes de Descartes; les savants devaient y résister.

Encore que la loi de Roemer paraisse nettement dans les moyennes, lorsqu’en approfondissant la matière on veut chercher dans le détail des observations une preuve plus précise et plus certaine, l’ordre fait place à la confusion, et de continuelles anomalies en altérant les résultats prévus semblent les convaincre d’erreur. Cassini, qui entrant dans la pensée de Roemer en avait vanté d’abord la nouveauté et la force, alléguait contre elles des objections considérables. Pendant que la terre en effet s’éloigne de Jupiter, le premier satellite s’éclipse plus de cent fois; et si, comme l’affirmait Roemer, la vue de la dernière éclipse est retardée de vingt-deux minutes par rapport à celle de la première, l’accroissement moyen de l’intervalle qui sépare deux éclipses est de treize secondes environ. De si petites différences ne sont pas écrites dans les phénomènes en caractères assez visibles, et sans parler des erreurs d’observation d’autres inégalités peuvent, on le comprend, les effacer complétement et en renverser le sens.

Roemer cependant se défendait avec vigueur et succès. On lit dans l’extrait des registres remis à Colbert en 1678: «M. Roemer a confirmé par de nouvelles observations ses sentiments touchant la vitesse de la lumière, prétendant que son mouvement ne se fait pas en un instant. Comme ce problème est un des plus beaux que l’on ait encore proposés sur ce sujet et que M. Cassini y a trouvé quelques difficultés, on l’a examiné souvent dans l’assemblée. La compagnie a trouvé que cette méthode pour trouver le temps que la lumière des astres emploie à son mouvement est la meilleure et la plus ingénieuse dont on se soit avisé jusqu’à présent.»

Mais dans l’histoire rédigée par lui des travaux astronomiques de l’Académie, Cassini tient un tout autre langage et se prononce hardiment dans un sens opposé. On a comparé, dit-il, le temps de deux émersions prochaines du premier satellite dans une des quadratures avec le temps de deux immersions prochaines dans la quadrature opposée de cette planète, et bien que la lumière d’un satellite à la fin de sa révolution dans la première quadrature fasse moins de chemin pour venir à la terre dont Jupiter s’approche qu’à la fin de sa révolution dans la seconde, quand Jupiter s’éloigne de la terre et que cette différence monte tout au moins à trois cent mille lieues de chemin dans un temps de plus que dans l’autre, on n’a pas trouvé de différence sensible entre les deux espaces de temps. «Ce n’est pas, ajoute Cassini, que l’Académie ne se soit aperçue, dans la suite de ses observations, que le temps d’un nombre considérable d’immersions d’un même satellite est sensiblement plus court que celui d’un pareil nombre d’émersions, ce qui peut en effet s’expliquer par le mouvement successif de la lumière, mais elle ne lui a pas paru suffisante pour convaincre que le mouvement est en effet successif.» La découverte de Roemer, aujourd’hui solide et inattaquable, a été confirmée par tous les progrès de la science; les objections pouvaient cependant et devaient être faites, et Cassini, en suspendant son jugement, ne fait paraître aucun esprit de dénigrement ou de jalousie.

La question vingt ans plus tard semblait encore douteuse, et Fontenelle en analysant un travail de Maraldi concluait avec lui ou bien peu s’en faut en faveur de la propagation instantanée. «Il paraît, dit-il, qu’il faut renoncer, quoique peut-être avec regret, à l’ingénieuse et séduisante hypothèse de la propagation successive de la lumière, ou du moins à l’unique preuve certaine que l’on crût en avoir; car une preuve manquée ne rend pas une chose impossible.»

Une autre expédition plus célèbre encore que celle de Picard fut celle de Richer envoyé à Cayenne pour y faire, sous un ciel et dans un climat nouveaux, d’importantes observations astronomiques. Plusieurs questions lui étaient particulièrement signalées, parmi lesquelles l’observation de la planète Mars excitait au plus haut point l’impatiente curiosité des savants. L’Académie, dit Fontenelle, attendait le retour de ses missionnaires comme l’arrêt d’un juge appelé à prononcer sur les difficultés qui divisent les astronomes. Il s’agissait en effet de déterminer la distance de Mars à la terre pour en conclure le rayon encore inconnu de l’orbite terrestre.