Atomismes physique et chimique

Aussi séduisante fut-elle, la théorie de Newton n'apportait toutefois pas les clés d'une meilleure compréhension de la Nature. Comment expliquer en effet la diversité des corps observables, des agrégats d'atomes donc, au moyen de ces seules interactions d'origine gravitationnelle, électrique ou magnétique ? La forme et la taille des corpuscules élémentaires ne devaient-elles pas également ètre considérées ? Telle était l'opinion en tout cas de Sir Robert Boyle (1627-1691), ce scientifique anglais d'origine irlandaise qui fut l'un des tous premiers adeptes de la méthode expérimentale, l'un des fondateurs de la chimie moderne également. Lui qui, le premier, isola et recueillit un gaz, refusa d'appeler éléments ces quatre substances fondamentales qu'étaient l'eau, l'air, la terre et le feu, aux yeux d'Aristote (384-322 avant notre ère). Ces substances ne sauraient ètre considérées comme des éléments fondamentaux des corps observables en effet. Des éléments, Robert Boyle donne la définition suivante : "corps primitifs et simples ou parfaitement homogènes, qui n'étant constitués d'aucun autre, ou l'un de l'autre, sont les ingrédients dont sont composés tous les corps appelés mixtes et en lesquels on peut en dernier ressort les décomposer".

Ses expérimentations en laboratoire le conduisirent ainsi à formuler sa propre "philosophie corpusculaire" : une théorie selon laquelle "les particules fondamentales crées par Dieu à partir d'une matière première dans une innombrable multitude de formes différentes s'agrègent pour former des agglomérats stables, aux propriétés spécifiques, qui sont les particules des éléments chimiques, corps simples dont l'association produit des corps composés" (Extrait de L'atome dans l'histoire de la pensée humaine, de Bernard Pullman). Ces corps composés dont les caractéristiques, parfaitement observables et mesurables en laboratoire, résulteraient des propriétés des particules qui les constituent, soient de leur dimension, de leur forme, de leur position et de leur mouvement - un mouvement imposé par Dieu, naturellement.

A la forme de chaque atome, Robert Boyle attribua plus particulièrement les propriétés physiques et chimiques des substances qu'il étudia en laboratoire, se démarquant par là-mème de la théorie des intéractions à distance de Newton. Longtemps, chimistes et physiciens s'opposeront sur l'origine de ces conglomérats d'atomes. Avec le temps se dessinera toutefois un compromis entre ces deux visions mécanistes de l'univers, dont Pierre Simon, marquis de Laplace (1749-1827), célèbre mathématicien français et fervent défenseur des théories newtoniennes, se fera l'écho : "Les affinités (comportements des substances) dépendraient alors de la forme des molécules intégrantes et de leurs positions respectives, et l'on pourrait, par la variété de ces formes, expliquer toutes les variétés des formes attractives, et ramener ainsi à une seule loi générale tous les phénomènes de la physique et de l'astronomie. Mais l'impossibilité de connaître les figures des molécules et leurs distances mutuelles rend ces explications vagues et inutiles aux progrès de la science". Dans le caractère limité des techniques utilisées en laboratoire résidera longtemps en effet la méconnaissance de la forme des atomes, celle de leur possible rôle également.