Afin de transformer l'histoire naturelle en une véritable science, il faudrait se consacrer à des investigations susceptibles de nous dire non pas la forme particulière de tel ou tel animal, mais les procédés généraux de la nature dans la production et la préservation de l'animal.
Pierre Louis Moreau de Maupertuis était un mathématicien, philosophe et homme de lettres français. Il devint le Directeur de l'Académie des Sciences, et le premier Président de l'Académie Prussienne des Sciences, à l'invitation de Frédéric le Grand.
Maupertuis entreprit une expédition en Laponie pour déterminer la forme de la Terre. Il est souvent crédité d'avoir inventé le principe de la moindre action ; une version est connue sous le nom de principe de Maupertuis – une équation intégrale qui détermine le chemin suivi par un système physique. Son travail en histoire naturelle est intéressant en relation avec la science moderne, car il a abordé des aspects de l'hérédité et de la lutte pour la vie.
Biographie
Maupertuis naquit à Saint-Malo, en France, dans une famille modérément aisée de marchands-corsaires. Son père, Renė, avait participé à de nombreuses entreprises centrales pour la monarchie, de sorte qu'il prospéra socialement et politiquement. Le fils reçut une éducation en mathématiques d'un précepteur privé, Nicolas Guisnée, et après avoir complété son éducation formelle, son père lui obtint une commission de cavalerie largement honorifique. Après trois ans dans la cavalerie, durant lesquels il devint familier avec les cercles sociaux et mathématiques à la mode, il s'installa à Paris et commença à construire sa réputation de mathématicien et d'esprit littéraire. En 1723, il fut admis à l'Académie des Sciences.
Son travail mathématique précoce tourna autour de la controverse de la vis viva, pour laquelle Maupertuis développa et étendit le travail d'Isaac Newton dont les théories n'étaient pas encore largement acceptées en dehors de l'Angleterre, et argumenta contre la mécanique cartésienne déclinante. Dans les années 1730, la forme de la Terre devint un point d'affrontement dans la bataille entre systèmes rivaux de mécanique. Maupertuis, basé sur son exposition de Newton avec l'aide de son mentor Johan Bernoulli, prédisait que la Terre devrait être oblate, tandis que son rival Jacques Cassini la mesura astronomiquement comme prolate. En 1736, Maupertuis agit en tant que chef de la Mission Géodésique Française envoyée par le Roi Louis XV en Laponie pour mesurer la longueur d'un degré d'arc du méridien. Ses résultats, qu'il publia dans un livre détaillant ses procédés, ont essentiellement réglé la controverse en sa faveur. Le livre comprenait un récit d'aventure de l'expédition et un compte rendu des Inscriptions de Käymäjärvi en Suède. À son retour, il devint membre de presque toutes les sociétés scientifiques d'Europe.
Après l'expédition en Laponie, Maupertuis se consacra à généraliser son travail mathématique antérieur, proposant le principe de la moindre action comme un principe métaphysique qui sous-tend toutes les lois de la mécanique. Il s'étendit également au domaine biologique, publiant anonymement un livre qui était partie vulgarisation scientifique, partie philosophie et partie érotique : Vénus physique. Dans cet ouvrage, Maupertuis proposa une théorie de la génération c'est-à-dire la reproduction dans laquelle la matière organique possédait une « intelligence » auto-organisatrice analogue au concept chimique contemporain d'affinités, qui fut largement lu et commenté favorablement par Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon. Il développa ultérieurement ses vues sur les êtres vivants dans un travail plus formel publié sous pseudonyme qui explorait l'hérédité, collectant des preuves qui confirmaient les contributions des deux sexes et traitait les variations comme des phénomènes statistiques.
En 1740, Maupertuis alla à Berlin à l'invitation de Frédéric II de Prusse, et prit part à la Bataille de Mollwitz, où il fut fait prisonnier par les Autrichiens. À sa libération, il retourna à Berlin, puis à Paris, où il fut élu directeur de l'Académie des Sciences en 1742, et l'année suivante fut admis à l'Académie française. Retournant à Berlin en 1744, de nouveau au désir de Frédéric II, il fut choisi président de l'Académie Royale Prussienne des Sciences en 1746, qu'il contrôla avec l'aide de Leonhard Euler jusqu'à sa mort. Sa position devint extrêmement délicate avec le déclenchement de la Guerre de Sept Ans entre son pays d'origine et celui de son patron, et sa réputation en souffrit à Paris et à Berlin. Trouvant sa santé déclinante, il se retira en 1757 au sud de la France, mais alla en 1758 à Bâle, où il mourut un an plus tard. La disposition difficile de Maupertuis l'impliqua dans des querelles constantes, dont ses controverses avec Samuel König et Voltaire pendant la dernière partie de sa vie en sont des exemples.
« L'éclat de beaucoup de ce qu'il a fait a été terni par sa tendance à laisser le travail inachevé, son incapacité à réaliser son propre potentiel. C'était l'intuition du génie qui l'a conduit au principe de la moindre action, mais un manque d'énergie ou de rigueur intellectuelle qui l'a empêché de lui donner les fondements mathématiques que Lagrange fournirait... Il révèle des pouvoirs de perception remarquables en hérédité, dans la compréhension du mécanisme par lequel les espèces se sont développées, même en immunologie, mais aucune théorie complètement élaborée. Son travail philosophique est le plus captivant : audacieux, excitant, bien argumenté. »
Évolution
Certains historiens de la science soulignent son travail en biologie comme un précurseur important du développement de la théorie de l'évolution, spécifiquement de la théorie de la sélection naturelle. D'autres auteurs soutiennent que ses remarques sont sommaires, vagues ou incidentes à cet argument particulier. Le verdict de Mayr était « Il n'était ni un évolutionniste, ni un des fondateurs de la théorie de la sélection naturelle, il était l'un des pionniers de la génétique ». Maupertuis a épousé une théorie de la pangénèse, postulant des particules du père et de la mère comme responsables des caractères de l'enfant. Bowler le crédite d'études sur l'hérédité, avec l'origine naturelle des races humaines, et avec l'idée que les formes de vie peuvent avoir changé au fil du temps.
Maupertuis était un critique virulent des théologiens naturels, pointant des phénomènes incompatibles avec un concept d'un Créateur bon et sage. Il fut également l'un des premiers à considérer les animaux en termes de populations variables, en opposition à la tradition d'histoire naturelle qui mettait l'accent sur la description de spécimens individuels.
La difficulté d'interpréter Maupertius peut être mesurée en lisant les œuvres originales. Ci-dessous se trouve une traduction de l'Essai de cosmologie, suivie du passage français original :
Mais ne pourrait-on pas dire que, dans les combinaisons fortuites des productions de la nature, comme il n'y avait que celles où certaines relations de convenance étaient présentes qui pouvaient subsister, il n'est pas à s'étonner que cette convenance soit présente dans toutes les espèces qui existent actuellement ? Le hasard, pourrait-on dire, avait produit une multitude innombrable d'individus ; un petit nombre se sont trouvés construits de telle sorte que les parties de l'animal pouvaient satisfaire à ses besoins ; dans un autre nombre infiniment plus grand, il n'y avait ni convenance ni ordre : tous ces derniers ont péri. Les animaux sans bouche ne pouvaient vivre ; d'autres sans organes de reproduction ne pouvaient se perpétuer ; les seuls qui sont restés sont ceux dans lesquels l'ordre et la convenance ont été trouvés ; et ces espèces, que nous voyons aujourd'hui, ne sont que la plus petite partie de ce que la destinée aveugle avait produite.
Le même texte a été publié plus tôt en 1748 sous le titre « Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique » traduction : « Dérivation des lois du mouvement et de l'équilibre à partir d'un principe métaphysique ». King-Hele 1963 souligne des idées similaires, quoique non identiques, trente ans plus tard de David Hume dans ses Dialogues sur la religion naturelle 1777.
Le principal débat auquel Maupertuis participait était celui qui traitait les théories concurrentes de la génération c'est-à-dire la préformation et l'épigenèse. Son compte rendu de la vie impliquait la génération spontanée de nouvelles sortes d'animaux et de plantes, ainsi que l'élimination massive de formes déficientes. Ces idées évitent le besoin d'un Créateur, mais ne font pas partie de la pensée moderne sur l'évolution. La date de ces spéculations, 1745, est concomitante avec le propre travail de Carl Linnaeus, et antécède donc toute notion ferme d'espèce. De plus, le travail sur la généalogie, couplé à la traçabilité des caractères phénotypiques à travers les lignées, préfigure les travaux ultérieurs effectués en génétique.
Principe de la moindre action
Le principe de la moindre action énonce que dans tous les phénomènes naturels une quantité appelée « action » tend à être minimisée. Maupertuis a développé un tel principe sur deux décennies. Pour lui, l'action pouvait être exprimée mathématiquement comme le produit de la masse du corps impliqué, de la distance qu'il avait parcourue et de la vélocité à laquelle il se déplaçait.
En 1741, il présenta un article à l'Académie des Sciences de Paris, Loi du repos des corps, Loi des corps au repos. Dans celui-ci, il montra qu'un système de corps au repos tend à atteindre une position dans laquelle tout changement créerait le plus petit changement possible dans une quantité qu'il argumentait pouvoir être assimilée à l'action.
En 1744, dans un autre article à l'Académie de Paris, il présenta son Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusque-là incompatibles pour montrer que le comportement de la lumière lors de la réfraction – quand elle se courbe en entrant dans un nouveau milieu – était tel que le chemin total qu'elle suivait, d'un point du premier milieu à un point du second, minimisait une quantité qu'il assimilait de nouveau à l'action.
Enfin, en 1746, il présenta un autre article, le Loix du mouvement et du repos Lois du mouvement et du repos, cette fois à l'Académie des Sciences de Berlin, qui montrait que les masses ponctuelles minimisaient également l'action. Les masses ponctuelles sont des corps qui peuvent être traités aux fins de l'analyse comme étant une certaine quantité de matière une masse concentrée à un point unique. Un débat majeur au début du dix-huitième siècle concernait le comportement de tels corps lors de collisions. Les physiciens cartésiens et newtoniens soutinrent que lors de leurs collisions, les masses ponctuelles conservaient à la fois la quantité de mouvement et la vélocité relative. Les leibniziens, en revanche, soutinrent qu'ils conservaient également ce qu'on appelait la force vive ou vis viva. Cela était inacceptable pour leurs opposants pour deux raisons : d'abord que la conservation de la force vive ne s'appliquait pas aux corps dits « durs », les corps totalement incompressibles, alors que les deux autres principes de conservation s'y appliquaient ; deuxièmement que la force vive était définie par le produit de la masse et du carré de la vélocité. Pourquoi la vélocité apparaissait-elle deux fois dans cette quantité, comme l'élévation au carré le suggère ? Les leibniziens soutinrent que c'était assez simple : il y avait une tendance naturelle chez toute matière vers le mouvement, donc même au repos, il y a une vélocité inhérente aux corps ; quand ils commencent à se mouvoir, il y a un second terme de vélocité correspondant à leur mouvement réel.
C'était anathème aux cartésiens et aux newtoniens. Une tendance inhérente au mouvement était une « qualité occulte » du type favorisé par les scolastiques médiévaux et devait être résistée à tout prix.
Aujourd'hui, le concept d'un corps « dur » est rejeté ; et la masse multipliée par le carré de la vélocité est simplement deux fois l'énergie cinétique, donc la mécanique moderne réserve un rôle majeur à la quantité héritière de « force vive ».
Pour Maupertuis, cependant, il était important de conserver le concept du corps dur. Et la beauté de son principe de la moindre action était qu'il s'appliquait tout aussi bien aux corps durs et élastiques. Puisqu'il avait montré que le principe s'appliquait également aux systèmes de corps au repos et à la lumière, il semblait que c'était vraiment universel.
L'étape finale de son argument vint quand Maupertuis entreprit d'interpréter son principe en termes cosmologiques. « Moindre action » semble être un principe d'économie, à peu près équivalent à l'idée d'économie d'effort dans la vie quotidienne. Un principe universel d'économie d'effort semblerait afficher le fonctionnement de la sagesse dans la construction même de l'univers. Cela semble, selon Maupertuis, être un argument plus puissant pour l'existence d'un créateur infiniment sage que tout autre qui peut être avancé.
Il publia sa pensée sur ces questions dans son Essai de cosmologie Essai de cosmologie de 1750. Il montre que les arguments majeurs avancés pour prouver Dieu, à partir des merveilles de la nature ou de la régularité apparente de l'univers, sont tous ouverts à l'objection – quelle merveille y a-t-il dans l'existence de certains insectes particulièrement répugnants, quelle régularité y a-t-il dans l'observation que toutes les planètes tournent dans presque le même plan – exactement le même plan aurait pu être frappant mais « presque le même plan » est beaucoup moins convaincant. Mais un principe universel de sagesse fournit une preuve indéniable du façonnage de l'univers par un créateur sage.
D'où le principe de la moindre action n'est pas seulement l'aboutissement du travail de Maupertuis dans plusieurs domaines de la physique, il le voit comme son accomplissement le plus important en philosophie aussi, donnant une preuve incontestable de Dieu.
Les défauts de son raisonnement sont principalement qu'il n'y a aucune raison évidente pour laquelle le produit de la masse, de la vélocité et de la distance devrait être particulièrement considéré comme correspondant à l'action, et encore moins de raison pour laquelle sa minimisation devrait être un principe d'« économie » comme une minimisation d'effort. En effet, le produit de la masse, de la vélocité et de la distance est mathématiquement équivalent au produit de la force vive
