L’Encyclopédie/1re édition/NEWTONIANISME
NEWTONIANISME, s. m. ou Philosophie Newtonienne, (Physiq.) c’est la théorie du mechanisme de l’univers, & particulierement du mouvement des corps célestes, de leurs lois, de leurs propriétés, telle qu’elle a été enseignée par M. Newton. Voyez Philosophie.
Ce terme de philosophie newtonienne a été différemment appliqué, & de-là sont venues plusieurs notions de ce mot.
Quelques auteurs entendent par là la philosophie corpusculaire, telle qu’elle a été réformée & corrigée par les découvertes dont M. Newton l’a enrichie. Voyez Corpusculaire.
C’est dans ce sens que M. Gravesande appelle ses élémens de Physique, Introductio ad philosophiam newtonianam.
Dans ce sens, la philosophie newtonienne n’est autre chose que la nouvelle philosophie, différente des philosophies cartésienne & péripatéticienne, & des anciennes philosophies corpusculaires. Voyez Aristotélisme, Péripatétisme, Cartésianisme, &c.
D’autres entendent par philosophie newtonienne la méthode que M. Newton observe dans sa philosophie, méthode qui consiste à déduire ses raisonnemens & ses conclusions directement des phénomenes, sans aucune hypothèse antécédente, à commencer par des principes simples, à déduire les premieres lois de la nature d’un petit nombre de phénomenes choisis, & à se servir de ces lois pour expliquer les autres effets. Voyez Lois de la Nature au mot Nature.
Dans ce sens la philosophie newtonienne n’est autre chose que la physique expérimentale, & est opposée à l’ancienne philosophie corpusculaire. Voyez Expérimentale.
D’autres entendent par philosophie newtonienne, celle où les corps physiques sont considérés mathématiquement, & où la géométrie & la méchanique sont appliquées à la solution des phénomenes.
La philosophie newtonienne prise dans ce sens, n’est autre chose que la philosophie méchanique & mathématique. Voyez Méchanique & Physicomathématique.
D’autres entendent par philosophie newtonienne, cette partie de la Physique que M. Newton a traitée, étendue, & expliquée dans son livre des Principes.
D’autres enfin entendent par philosophie newtonienne, les nouveaux principes que M. Newton a apportés dans la Philosophie, le nouveau système qu’il a fondé sur ces principes, & les nouvelles explications des phénomenes qu’il en a déduites ; en un mot ce qui caractérise sa philosophie & la distingue de toutes les autres : c’est dans ce sens que nous allons principalement la considérer.
L’histoire de cette philosophie est fort courte ; les principes n’en furent publiés qu’en 1686, par l’auteur, alors membre du college de la Trinité à Cambridge, ensuite publiés de nouveau en 1713, avec des augmentations considérables.
En 1726, un an avant la mort de l’auteur, on donna encore une nouvelle édition de l’ouvrage qui les contient, & qui est intitulé Philosophiæ naturalis principia mathematica, ouvrage immortel, & un des plus beaux que l’esprit humain ait jamais produits.
Quelques auteurs ont tenté de rendre la philosophie newtonienne plus facile à entendre, en mettant à part ce qu’il y avoit de plus sublime dans les recherches mathématiques, & y substituant des raisonnemens plus simples, ou des expériences : c’est ce qu’ont fait principalement Whiston dans ses Prælections physico-mathem. Gravesande dans ses Elémens & Institutions.
M. Pemberton, membre de la Société royale de Londres, & auteur de la 3° édition des Principes, a donné aussi un ouvrage intitulé View of the newtonian philosophy, idée de la philosophie de Newton ; cet ouvrage est une espece de commentaire par lequel l’auteur a tâché de mettre cette philosophie à la portée du plus grand nombre des géometres & des physiciens : les peres le Seur & Jacquier, minimes, ont aussi donné au public en trois volumes in-4°. le livre des principes de Newton avec un commentaire fort ample, & qui peut être très-utile à ceux qui veulent lire l’excellent ouvrage du philosophe anglois. On doit joindre à ces ouvrages celui de M. Maclaurin, qui a pour titre, Exposition des découvertes du chevalier Newton, traduite en françois depuis quelques années, & le commentaire que madame la marquise du Chatelet nous a laissé sur les principes de Newton, avec une traduction de ce même ouvrage.
Nonobstant le grand mérite de cette philosophie, & l’autorité universelle qu’elle a maintenant en Angleterre, elle ne s’y établit d’abord que fort lentement ; à peine le Newtonianisme eut-il d’abord dans toute la nation deux ou trois sectateurs : le cartésianisme & le léibinitianisme y regnoient dans toute leur force.
M. Newton a exposé cette philosophie dans le troisieme livre de ses principes ; les deux livres précédens servent à préparer, pour ainsi dire, la voie, & à établir les principes mathématiques qui servent de fondement à cette philosophie.
Telles sont les lois générales du mouvement, des forces centrales & centripetes, de la pesanteur des corps, de la résistance des milieux. Voyez Central, Gravité, Resistance, &c.
Pour rendre ces recherches moins seches & moins géométriques l’auteur les a ornées par des remarques philosophiques qui roulent principalement sur la densité & la résistance des corps, sur le mouvement de la lumiere & du son, sur le vuide, &c.
Dans le troisieme livre l’auteur explique sa philosophie, & des principes qu’il a posés auparavant il déduit la structure de l’univers, la force de la gravité qui fait tendre les corps vers le Soleil & les planetes ; c’est par cette même force qu’il explique le mouvement des cometes, la théorie de la Lune, & le flux & reflux.
Ce livre, que nous appellons de mundi systemate, avoit d’abord été écrit dans une forme ordinaire, comme l’auteur nous l’apprend ; mais il considera dans la suite que les lecteurs peu accoutumés à des principes tels que les siens, pourroient ne pas sentir la force des conséquences, & auroient peine à se défaire de leurs anciens préjugés ; pour obvier à cet inconvénient, & pour empêcher son système d’être l’objet d’une dispute éternelle, l’auteur lui donna une forme mathématique en l’arrangeant par propositions, de sorte qu’on ne peut la lire & l’entendre que quand on est bien au fait des principes qui précedent ; mais il n’est pas nécessaire d’entendre généralement tout. Plusieurs propositions de cet ouvrage seroient capables d’arrêter les géometres même de la plus grande force. Il suffit d’avoir lû les définitions, les lois du mouvement, & les trois premieres sections du premier livre, après quoi l’auteur avertit lui-même qu’on peut passer au livre de systemate mundi.
Les différens points de cette philosophie sont expliqués dans ce dictionnaire aux articles qui y ont rapport. Voyez Soleil, Lune, Planete, Comete, Terre, Milieu, Matiere, &c. nous nous contenterons de donner ici une idée générale du tout, pour faire connoître au lecteur le rapport que les différentes parties de ce système ont entre elles.
Le grand principe sur lequel est fondée toute cette philosophie, c’est la gravitation universelle : ce principe n’est pas nouveau. Kepler, long-tems auparavant, en avoit donné les premieres idées dans son Introd. ad mot. martis. il découvrit même quelques propriétés qui en résultoient, & les effets que la gravité pouvoit produire dans les mouvemens des planetes ; mais la gloire de porter ce principe jusqu’à la démonstration physique, étoit reservée au philosophe anglois. Voyez Gravité.
La preuve de ce principe par les phénomenes, jointe avec l’application de ce même principe aux phénomenes de la nature, ou l’usage que fait l’auteur de ce principe pour expliquer ces phénomenes, constitue le système de M. Newton, dont voici l’extrait abrégé.
I. Les phénomenes sont 1°. que les satellites de Jupiter décrivent autour de cette planete des aires proportionnelles aux tems, & que les tems de leurs révolutions sont entre eux en raison sesquiplée de leurs distances au centre de Jupiter, observation sur laquelle tous les Astronomes s’accordent. 2°. Le même phénomene a lieu dans les satellites de Saturne, considérés par rapport à Saturne, & dans la Lune considérée par rapport à la Terre. 3°. Les tems des révolutions des planetes premieres autour du Soleil sont en raison sesquiplée de leurs moyennes distances au Soleil. 4°. Les planetes premieres ne décrivent point autour de la terre des aires proportionnelles aux tems : elles paroissent quelquefois stationnaires, quelquefois rétrogrades par rapport à elle. Voyez Satellite, Période.
II. La force qui détourne continuellement les satellites de Jupiter du mouvement rectiligne & qui les retient dans leurs orbites, est dirigée vers le centre de Jupiter, & est en raison inverse du quarré de la distance à ce centre : la même chose a lieu dans les satellites de Saturne à l’égard de Saturne, dans la Lune à l’égard de la Terre, & dans les planetes premieres à l’égard du Soleil ; ces vérités sont une suite du rapport observé des distances aux tems périodiques, & de la proportionnalité des aires aux tems. Voyez les articles Central & Force, où vous trouverez tous les principes nécessaires pour tirer ces conséquences.
III. La Lune pese vers la terre, & est retenue dans son orbite par la force de la gravité ; la même chose a lieu dans les autres satellites à l’égard de leurs planetes premieres, & dans les planetes premieres à l’égard du Soleil. Voyez Lune & Gravitation.
Cette proposition se prouve ainsi pour la Lune : la moyenne distance de la Lune à la Terre est de 60 demi diametres terrestres ; sa période, par rapport aux étoiles fixes, est de 27 jours, 7 heures, 43 minutes ; enfin la circonférence de la terre est de 123249600 piés de Paris. Supposons présentement que la Lune ait perdu tout son mouvement & tombe vers la Terre avec une force égale à celle qui la retient dans son orbite, elle parcourroit dans l’espace d’une minute de tems piés de Paris, puisque l’arc qu’elle décrit par son moyen mouvement autour de la Terre, dans l’espace d’une minute, a un sinus verse égal à piés de Paris, comme il est aisé de le voir par le calcul ; or comme la force de la gravité doit augmenter en approchant de la Terre en raison inverse du quarré de la distance, il s’ensuit que proche la surface de la Terre, elle sera fois plus grande qu’à la distance où est la Lune ; ainsi un corps pesant qui tombe proche la surface de la Terre, doit parcourir dans l’espace d’une minute, piés de Paris, & piés en une seconde.
Or c’est là en effet l’espace que parcourent en une seconde les corps pesans, comme Huyghens l’a démontré par les expériences des pendules : ainsi la force qui retient la Lune dans son orbite, est la même que celle que nous appellons gravité ; car si elles étoient différentes, un corps qui tomberoit proche la surface de la Terre, poussé par les deux forces ensemble, devroit parcourir le double de piés, c’st-à-dire piés dans une seconde, puisque d’un côté la pesanteur lui feroit parcourir 15 piés, & que de l’autre la force qui attire la Lune, & qui regne dans tout l’espace qui sépare la Lune de la Terre, en diminuant comme le quarré de la distance, seroit capable de faire parcourir aux corps d’ici bas 15 piés par secondes, & ajouteroit son effet à celui de la pesanteur. La proposition dont il s’agit ici a déjà été démontrée au mot Gravité, mais avec moins de détail & d’une maniere un peu différente, & nous n’avons pas cru devoir la supprimer, afin de laisser voir à nos lecteurs comment on peut parvenir de différentes manieres à cette vérité fondamentale. Voyez Descente.
A l’égard des autres planetes secondaires, comme elles observoient par rapport à leurs planetes premieres les mêmes lois que la Lune par rapport à la Terre, l’analogie seule fait voir que ces lois dépendent des mêmes causes. De plus, l’attraction est toujours réciproque, c’est-à-dire la réaction est égale à l’action ; ainsi les planetes premieres gravitent vers leurs planetes secondaires, la Terre gravite vers la Lune, & le Soleil gravite vers toutes les planetes à-la-fois, & cette gravité est dans chaque planete particuliere à très-peu près en raison inverse du quarré de la distance au centre commun de gravité. Voyez Attraction, Réaction, &c.
IV. Tous les corps gravitent vers toutes les planetes, & leurs pesanteurs vers chaque planete sont, à égales distances, en raison directe de leur quantité de matiere.
La loi de la descente des corps pesans vers la Terre, mettant à part la résistance de l’art, est telle : tous les corps, à égales distances de la Terre, tombent également en tems égaux.
Supposons, par exemple, que des corps pesans soient portés jusqu’à la surface de la Lune ; & que privés en même tems que la Lune de tout mouvement progressif, ils retombent vers la Terre ; il est démontré que dans le même tems ils décriroient les mêmes espaces que la Lune ; de plus, comme les satellites de Jupiter font leurs révolutions dans des tems qui sont en raison sesquiplée de leurs distances à Jupiter, & qu’ainsi à distances égales la force de la gravité seroit la même en eux ; ils s’ensuit que tombant de hauteurs égales en tems égaux, ils parcourroient des espaces égaux précisément comme les corps pesans qui tombent sur la terre ; on fera le même raisonnement sur les planetes premieres considérées par rapport au Soleil. Or la force par laquelle des corps inégaux sont également accélérés, est comme leur quantité de matiere. Ainsi le poids des corps vers chaque planete est comme la quantité de matiere de chacune, en supposant les distances égales. De même le poids des planetes premieres & secondaires vers le Soleil, est comme la quantité de matiere des planetes & des satellites. Voyez Matiere.
V. La gravité s’étend à tous les corps, & la force avec laquelle un corps en attire un autre, est proportionnelle à la quantité de matiere que chacun contient.
Nous avons déja prouvé que toutes les planetes gravitent l’une vers l’autre ; & que la gravité vers chacune en particulier est en raison inverse du quarré de la distance à son centre, conséquemment la gravité est proportionnelle à leur quantité de matiere. De plus comme toutes les parties d’une planete A gravitent vers l’autre planete B, & que la gravité d’une partie est à la gravité du tout, comme cette partie est au tout ; qu’enfin la réaction est égale à l’action, la planete B doit graviter vers toutes les parties de la planete A, & sa gravité vers une partie sera à sa gravité vers toute la planete, comme la masse de cette partie est à la masse totale.
De-là on peut déduire une méthode pour trouver & comparer les gravités des corps vers différentes planetes, pour déterminer la quantité de matiere de chaque planete & sa densité ; en effet les poids de deux corps égaux qui font leurs révolutions autour d’une planete, sont en raison directe des diametres de leurs orbes, & inverse des quarrés de leurs tems périodiques, & leurs pesanteurs à différentes distances du centre de la planete sont en raison inverse du quarré de ces distances. Or puisque les quantités de matiere de chaque planete sont comme la force avec laquelle elles agissent à distance donnée de leur centre, & qu’enfin les poids de corps égaux & homogenes vers des spheres homogenes sont à la surface de ces spheres en raison de leurs diametres, conséquemment les densités des planetes sont comme le poids d’un corps qui seroit placé sur ces planetes à la distance de leurs diametres. De-la M. Newton conclut que l’on peut trouver la masse des planetes qui ont des satellites, comme le Soleil, la Terre, Jupiter & Saturne ; parce que par les tems des révolutions de ces satellites on connoît la force avec laquelle ils sont attirés. Ce grand philosophe dit que les quantités de matiere du Soleil, de Jupiter, de Saturne, & de la terre sont comme 1, , & ; les autres planetes n’ayant point de satellites, on ne peut connoître la quantité de leur masse. Voyez Densité.
VI. Le centre de gravité commun du Soleil & des planetes est en repos ; & le Soleil, quoique toujours en mouvement, ne s’éloigne que fort peu du centre commun de toutes les planetes.
Car la quantité de matiere du Soleil étant à celle de Jupiter, comme 1033 à 1, & la distance de Jupiter au Soleil étant au demi diametre du Soleil dans un rapport un peu plus grand ; le centre commun de gravité du Soleil & de Jupiter sera un peu au-delà de la surface du Soleil. On trouvera par le même raisonnement que le centre commun de gravité de Saturne & du Soleil sera un point un peu en-deçà de la surface du Soleil ; de sorte que le centre de gravité commun du Soleil & de la Terre & de toutes les planetes sera à peine éloigné du centre du Soleil de la grandeur d’un de ses diametres. Or ce centre est toujours en repos ; car en vertu de l’action mutuelle des planetes sur le Soleil & du Soleil sur les planetes, leur centre commun de gravité doit ou être en repos où se mouvoir uniformément en ligne droite : or s’il se mouvoit uniformément en ligne droite, nous changerions sensiblement de position par rapport aux étoiles fixes ; & comme cela n’arrive pas, il s’ensuit que le centre de gravité de notre système planétaire est en repos. Par conséquent quel que soit le mouvement du Soleil dans un sens, & dans un autre, selon la différente situation des planetes, il ne peut jamais s’éloigner beaucoup de ce centre. Ainsi le centre commun de gravité du Soleil, de la Terre & des planetes peut être pris pour le centre du monde. Voyez Soleil & Centre.
VII. Les planetes se meuvent dans des ellipses dont le centre du Soleil est le foyer, & décrivent des aires autour du Soleil qui sont proportionnelles aux tems.
Nous avons déja exposé ce principe à posteriori comme un phénomene : mais maintenant que nous avons dévoilé le principe des mouvemens célestes, nous pouvons démontrer à priori le phénomene dont il s’agit de la maniere suivante : puisque les pesanteurs de chaque planete vers le Soleil est en raison inverse du quarré de la distance ; si le Soleil étoit en repos & que les planetes n’agissent point les unes sur les autres, chacune décriroit autour du Soleil une ellipse dont le Soleil occuperoit le foyer, & dans laquelle les aires seroient proportionnelles aux tems. Mais comme l’action mutuelle des planetes est fort petite, & que le centre du Soleil peut être sensé immobile, il est clair que l’on peut négliger l’effet de l’action des planetes & le mouvement du Soleil ; donc, &c. Voyez Planete & Orbite.
VIII. Il faut avouer cependant que l’action de Jupiter sur Saturne produit un effet assez considérable, & que, selon les différentes situations & distances de ces deux planetes, leurs orbites peuvent en être un peu dérangées.
L’orbite du Soleil est aussi dérangée un peu par l’action de la Lune sur la Terre, le centre commun de gravité de ces deux planetes décrit une ellipse dont le Soleil est le foyer, & dans laquelle les aires prises autour du Soleil sont proportionnelles aux tems. Voyez Terre & Saturne.
IX. L’axe de chaque planete, ou le diametre qui joint ses poles, est plus petit que le diametre de son équateur.
Les planetes, si elles n’avoient point de mouvement diurne sur leur centre, seroient des spheres, puisque la gravité agiroit également par tout ; mais en vertu de leur rotation les parties éloignées de l’axe font effort pour s’élever vers l’équateur, & s’éleveroient en effet si la matiere de la planete étoit fluide. Aussi Jupiter qui tourne fort vîte sur son axe a été trouvé par les observations considérablement applati vers les poles. Par la même raison, si notre Terre n’étoit pas plus élevée à l’équateur qu’aux poles, la mer s’éleveroit vers l’équateur & inonderoit tout ce qui en est proche. Voyez Figure de la Terre.
M. Newton prouve aussi à posteriori que la Terre est applatie vers les poles, & cela par les oscillations du pendule qui sont de plus courte durée sous l’équateur que vers le pole. Voyez Pendule.
X. Tous les mouvemens de la Lune & toutes les inégalités qu’on y observe découlent, selon M. Newton, des mêmes principes, savoir de sa tendance ou gravitation vers la Terre, combinée avec sa tendance vers le Soleil ; par exemple, son inégale vîtesse, celle de ses nœuds & de son apogée dans les syzigies & dans les quadratures, les différences & les variations de son excentricité, &c. Voyez Lune.
XI. Les inégalités du mouvement lunaire peuvent servir à expliquer plusieurs inégalités qu’on observe dans le mouvement des autres satellites. Voyez Satellites, &c.
XII. De tous ces principes, sur-tout de l’action du Soleil & de la Lune sur la Terre, il s’en suit que nous devons avoir un flux & reflux, c’est-à-dire que la mer doit s’élever & s’abaisser deux fois par jour. Voyez Flux & Reflux, ou Marée.
XIII. De-là se déduit encore la théorie entiere des cometes ; il en résulte entr’autres choses qu’elles sont au-dessus de la région de la Lune & dans l’espace planétaire ; que leur éclat vient du Soleil, dont elles réflechissent la lumiere ; qu’elles se meuvent dans des sections coniques dont le centre du Soleil occupe le foyer, & qu’elles décrivent autour du Soleil des aires proportionnelles aux tems ; que leurs orbites ou trajectoires sont presque des paraboles ; que leurs corps sont solides, compacts & comme ceux des planetes, & qu’elles doivent par conséquent recevoir dans leur périhélie une chaleur immense ; que leurs queues sont des exhalaisons qui s’élevent d’elles & qui les environnent comme une espece d’athmosphere Voyez Comete.
Les objections qu’on a faites contre cette philosophie ont sur-tout pour objet le principe de la gravitation universelle ; quelques-uns regardent cette gravitation prétendue comme une qualité occulte, les autres la traitent de cause miraculeuse & surnaturelle, qui doit être bannie de la saine philosophie ; d’autres la rejettent, comme déduisant le système des tourbillons ; d’autres comme supposant le vuide ; on trouvera la réponse des Newtoniens à ces objections dans les articles Gravité, Attraction, Tourbillon, &c.
A l’égard du système de M. Newton sur la lumiere & les couleurs. voyez Couleur & Lumiere ; voyez aussi aux articles Algebre, Géométrie & Différentiel, les découvertes géométriques de ce grand homme. Chambers.
Nous n’avons rien à ajouter à cet article sur l’exposition de la philosophie newtonienne, sinon de prier le lecteur de ne point en séparer la lecture de celle des mots Attraction & Gravité. Plus l’Astronomie & l’Analyse se perfectionnent, plus on apperçoit d’accord entre les principes de M. Newton & les phénomenes. Les travaux des Géometres de ce siecle ont donné à cet admirable système un appui inébranlabie. On peut voir le détail aux articles Lune, Flux & Reflux, Nutation, Précession, &c.
Cependant M. Newton a essayé de déterminer celle de la Lune par la hauteur des marées, il trouve qu’elle est environ la 39e partie de la masse de la Terre Sur quoi voyez l’article Lune. (O)