Il s’agit de « Théorie générale et Logique des automates » (« The General and Logical Theory of Automata ») de M. János Neumann, dit Johann von Neumann, dit John von Neumann, homme de science universel (XXe siècle). On a souvent comparé l’intelligence de cet homme à celle d’une machine dont les engrenages s’emboîtaient avec une précision millimétrée. Au moment de quitter la vie à l’âge peu avancé de cinquante-trois ans, il avait contribué aux thèses les plus fondamentales et les plus abstraites de la science moderne ; il s’était aussi impliqué dans leurs applications les plus radicales. Ces thèses ont des noms à la fois mystérieux et étrangement familiers : théorie des ensembles, algèbre des observables quantiques, théorie des jeux, conception d’armements atomiques, stratégie de la destruction mutuelle assurée, théorie des automates cellulaires, architecture des ordinateurs programmables. L’ordinateur sur lequel j’écris ces lignes, de même que le téléphone qui se trouve dans votre poche, reposent sur cette architecture qu’on appelle désormais « de von Neumann ». Tout ceci est le produit d’un cerveau prodigieux né dans l’ombre de l’immense bibliothèque familiale à Budapest. Les Neumann faisaient partie de ces familles juives hongroises qui, en dépit des persécutions, s’étaient assuré une position respectable au sein de la bourgeoisie de l’Europe centrale. Ils avaient entouré leur fils de gouvernantes triées sur le volet, l’adressant en allemand, anglais et français. Les autres matières lui étaient enseignées par une nuée de tuteurs privés. Et son temps libre, l’enfant le passait absorbé dans les quarante-quatre volumes in-8º de l’« Allgemeine Geschichte in Einzeldarstellungen » (« Histoire générale en récits détachés ») qu’il apprenait par cœur. À l’âge de six ans, sa mémoire n’était plus celle d’un être humain, mais celle d’un extraterrestre qui avait étudié les hommes pour les imiter à la perfection. Vous pouviez lui donner à lire une page dans une langue quelconque — fût-ce le grec ancien de « La Guerre du Péloponnèse », l’allemand de « Faust » ou les chiffres d’un vulgaire annuaire téléphonique — et il vous la récitait mot à mot, sans achopper. Cette affirmation qu’on pourrait croire exagérée, ou ne pas croire, est répétée par tous ceux qui l’ont côtoyé un jour, à commencer par ses collègues et coreligionnaires hongrois, surnommés « les Martiens » et réunis à Los Alamos pour mettre au point la bombe H : MM. Edward Teller, Leó Szilárd, Eugene Wigner, etc. « Si une race mentalement surhumaine devait jamais se développer », déclare M. Teller 1, « ses membres ressembleront à Johnny von Neumann. » À vingt-deux ans à peine, il était non seulement docteur en mathématiques à l’Université de Budapest, mais diplômé de chimie à la prestigieuse Polytechnique de Zurich — celle où Einstein avait été recalé. Et lorsqu’en 1928, il se mit à enseigner en tant que privat-dozent à l’Université de Berlin, étant le plus jeune jamais élu à ce poste, la gloire et la réputation s’accoutumèrent à ne plus parler sans lui.
géométrie
sujet
von Neumann, « L’Ordinateur et le Cerveau »
Il s’agit de « L’Ordinateur et le Cerveau » (« The Computer and the Brain ») de M. János Neumann, dit Johann von Neumann, dit John von Neumann, homme de science universel (XXe siècle). On a souvent comparé l’intelligence de cet homme à celle d’une machine dont les engrenages s’emboîtaient avec une précision millimétrée. Au moment de quitter la vie à l’âge peu avancé de cinquante-trois ans, il avait contribué aux thèses les plus fondamentales et les plus abstraites de la science moderne ; il s’était aussi impliqué dans leurs applications les plus radicales. Ces thèses ont des noms à la fois mystérieux et étrangement familiers : théorie des ensembles, algèbre des observables quantiques, théorie des jeux, conception d’armements atomiques, stratégie de la destruction mutuelle assurée, théorie des automates cellulaires, architecture des ordinateurs programmables. L’ordinateur sur lequel j’écris ces lignes, de même que le téléphone qui se trouve dans votre poche, reposent sur cette architecture qu’on appelle désormais « de von Neumann ». Tout ceci est le produit d’un cerveau prodigieux né dans l’ombre de l’immense bibliothèque familiale à Budapest. Les Neumann faisaient partie de ces familles juives hongroises qui, en dépit des persécutions, s’étaient assuré une position respectable au sein de la bourgeoisie de l’Europe centrale. Ils avaient entouré leur fils de gouvernantes triées sur le volet, l’adressant en allemand, anglais et français. Les autres matières lui étaient enseignées par une nuée de tuteurs privés. Et son temps libre, l’enfant le passait absorbé dans les quarante-quatre volumes in-8º de l’« Allgemeine Geschichte in Einzeldarstellungen » (« Histoire générale en récits détachés ») qu’il apprenait par cœur. À l’âge de six ans, sa mémoire n’était plus celle d’un être humain, mais celle d’un extraterrestre qui avait étudié les hommes pour les imiter à la perfection. Vous pouviez lui donner à lire une page dans une langue quelconque — fût-ce le grec ancien de « La Guerre du Péloponnèse », l’allemand de « Faust » ou les chiffres d’un vulgaire annuaire téléphonique — et il vous la récitait mot à mot, sans achopper. Cette affirmation qu’on pourrait croire exagérée, ou ne pas croire, est répétée par tous ceux qui l’ont côtoyé un jour, à commencer par ses collègues et coreligionnaires hongrois, surnommés « les Martiens » et réunis à Los Alamos pour mettre au point la bombe H : MM. Edward Teller, Leó Szilárd, Eugene Wigner, etc. « Si une race mentalement surhumaine devait jamais se développer », déclare M. Teller 1, « ses membres ressembleront à Johnny von Neumann. » À vingt-deux ans à peine, il était non seulement docteur en mathématiques à l’Université de Budapest, mais diplômé de chimie à la prestigieuse Polytechnique de Zurich — celle où Einstein avait été recalé. Et lorsqu’en 1928, il se mit à enseigner en tant que privat-dozent à l’Université de Berlin, étant le plus jeune jamais élu à ce poste, la gloire et la réputation s’accoutumèrent à ne plus parler sans lui.
« Textes mathématiques babyloniens »
Il s’agit de textes mathématiques mésopotamiens. La masse imposante de tablettes mathématiques cunéiformes, déchiffrée, traduite et commentée dans les décennies 1920-1940 en français par François Thureau-Dangin et en allemand par Otto Eduard Neugebauer, reste assez méconnue en dehors du cercle restreint des spécialistes. Pourtant, ces tablettes mathématiques sont un fait culturel unique et prodigieux eu égard à leur antiquité, qui remonte le plus souvent à l’ère paléobabylonienne (2004-1595 av. J.-C.) et parfois avant. Elles témoignent, dans le maniement des nombres, d’un immense savoir arithmétique et algébrique, qui ne sera redécouvert qu’au IIIe siècle apr. J.-C. par Diophante, le « Babylonien hellénisé », qui lui imposera le moule de la logique grecque pour en créer l’algèbre ; celle-ci sera à son tour reprise et portée à sa perfection par les Arabes au VIIIe-IXe siècle. Ainsi, la maison de la sagesse de Bagdad succédera, par-delà les siècles, à des maisons de la sagesse mésopotamiennes, disparues sous les sables irakiens. « Ce n’est pas dans les milieux pythagoriciens de la Grèce antique, au VIe siècle av. J.-C., que sont nées la théorie des nombres et l’arithmétique théorique. C’est à Babylone, au cœur de l’Irak actuel… » 1 Comment expliquer que la tradition grecque soit muette à ce sujet ? Autant elle se plaît à faire honneur aux Égyptiens et à leur dieu-scribe Thoth, auxquels elle attribue à tort l’invention « des nombres, du calcul, de la géométrie et de l’astronomie, des jeux [de dames] et de l’écriture » 2 ; autant elle ne dit rien des Mésopotamiens, qui en sont les premiers maîtres et les véritables instigateurs. Sans doute les Mèdes, puis les Perses, en prenant possession de la Mésopotamie dès le VIIe siècle av. J.-C., en ont-ils interdit l’accès aux Grecs historiquement, géographiquement. Sans doute ces derniers, éprouvés par leur guerre de défense contre l’Empire perse, ont-ils été portés à jeter le discrédit sur le savoir des envahisseurs. Il n’empêche que l’aventure numérique débute à Sumer, Akkad et Babylone, et nulle part ailleurs.
Archimède, « Œuvres complètes. Tome II »
éd. D. de Brouwer, coll. de travaux de l’Académie internationale d’histoire des sciences, Bruges
Il s’agit de la « Quadrature de la parabole » et autres traités d’Archimède, le plus célèbre des inventeurs anciens (IIIe siècle av. J.-C.). Bien que toutes les sciences aient occupé Archimède, la géométrie et la physique sont néanmoins celles dans lesquelles éclata surtout son génie ; il était si passionné pour ces deux disciplines qu’il en « oubliait de boire et de manger, et négligeait tous les soins de son corps », rapporte Plutarque 1. Il fut le premier à formuler ce principe qu’un corps plongé dans un liquide perd de son poids une quantité égale au poids du liquide qu’il déplace. La découverte de cette belle vérité lui causa tant de joie, rapporte Vitruve 2, qu’il sortit entièrement nu du bain et courut dans Syracuse en criant : « J’ai trouvé ! j’ai trouvé ! » (« Heurêka ! heurêka ! » 3). On met au nombre des inventions d’Archimède la fameuse vis qui porte son nom, et dont les Égyptiens se servirent par la suite pour l’irrigation de leurs champs. Il montra en outre les propriétés des leviers, des poulies, des roues dentées, et était si enthousiaste de leur pouvoir, rapporte Pappus 4, qu’il déclarait un jour au roi Hiéron : « Donne-moi un point où je puisse me tenir, et j’ébranlerai la Terre » (« Dos moi pou stô, kai kinô tên Gên » 5). Curieusement, de toutes ses inventions, celle qui excita le plus l’admiration des contemporains, c’est sa sphère mouvante. Constellée d’étoiles, elle représentait les mouvements et les positions des corps célestes. Cicéron en parle comme d’une merveille ; Claudien lui dédie une épigramme entière 6, dont voici les premiers vers : « Un jour que Jupiter voyait le ciel renfermé sous l’étroite enceinte d’un verre, il sourit et adressa ces paroles aux Immortels : “Voilà donc à quel point est portée l’adresse des mortels ! Dans un globe fragile est représenté mon ouvrage ; un vieillard dans Syracuse a transporté sur la terre par les efforts de son art les principes des cieux, l’harmonie des éléments et les lois des dieux…” » ; Cassiodore ajoute : « Ainsi une petite machine est chargée du poids du monde, c’est le ciel portatif, l’abrégé de l’univers, le miroir de la nature » (« Parvamque machinam gravidam mundo, cælum gestabile, compendium rerum, speculum naturæ »).
Archimède, « Œuvres complètes. Tome I »
éd. D. de Brouwer, coll. de travaux de l’Académie internationale d’histoire des sciences, Bruges
Il s’agit de « Des spirales » (« Peri helikôn » 1) et autres traités d’Archimède, le plus célèbre des inventeurs anciens (IIIe siècle av. J.-C.). Bien que toutes les sciences aient occupé Archimède, la géométrie et la physique sont néanmoins celles dans lesquelles éclata surtout son génie ; il était si passionné pour ces deux disciplines qu’il en « oubliait de boire et de manger, et négligeait tous les soins de son corps », rapporte Plutarque 2. Il fut le premier à formuler ce principe qu’un corps plongé dans un liquide perd de son poids une quantité égale au poids du liquide qu’il déplace. La découverte de cette belle vérité lui causa tant de joie, rapporte Vitruve 3, qu’il sortit entièrement nu du bain et courut dans Syracuse en criant : « J’ai trouvé ! j’ai trouvé ! » (« Heurêka ! heurêka ! » 4). On met au nombre des inventions d’Archimède la fameuse vis qui porte son nom, et dont les Égyptiens se servirent par la suite pour l’irrigation de leurs champs. Il montra en outre les propriétés des leviers, des poulies, des roues dentées, et était si enthousiaste de leur pouvoir, rapporte Pappus 5, qu’il déclarait un jour au roi Hiéron : « Donne-moi un point où je puisse me tenir, et j’ébranlerai la Terre » (« Dos moi pou stô, kai kinô tên Gên » 6). Curieusement, de toutes ses inventions, celle qui excita le plus l’admiration des contemporains, c’est sa sphère mouvante. Constellée d’étoiles, elle représentait les mouvements et les positions des corps célestes. Cicéron en parle comme d’une merveille ; Claudien lui dédie une épigramme entière 7, dont voici les premiers vers : « Un jour que Jupiter voyait le ciel renfermé sous l’étroite enceinte d’un verre, il sourit et adressa ces paroles aux Immortels : “Voilà donc à quel point est portée l’adresse des mortels ! Dans un globe fragile est représenté mon ouvrage ; un vieillard dans Syracuse a transporté sur la terre par les efforts de son art les principes des cieux, l’harmonie des éléments et les lois des dieux…” » ; Cassiodore ajoute : « Ainsi une petite machine est chargée du poids du monde, c’est le ciel portatif, l’abrégé de l’univers, le miroir de la nature » (« Parvamque machinam gravidam mundo, cælum gestabile, compendium rerum, speculum naturæ »).
Proclus, « Les Commentaires sur le premier livre des “Éléments” d’Euclide »
éd. D. de Brouwer, coll. de travaux de l’Académie internationale d’histoire des sciences, Bruges
Il s’agit des « Commentaires sur les “Éléments” d’Euclide » par Proclus de Lycie 1, l’un des derniers chefs de l’École d’Athènes (Ve siècle apr. J.-C.). Le plus grand — pour ne pas dire l’unique — intérêt de ces « Commentaires » réside dans le prologue de quatre-vingt-une pages par lequel ils s’ouvrent, et qui constitue un ouvrage à part. Proclus y expose ses vues sur la place générale des mathématiques dans l’économie du savoir ; puis, il y présente les origines et les progrès de cette science, en passant en revue les géomètres grecs qui se sont succédé de Thalès jusqu’à Euclide. De ce fait, Proclus est notre principale source pour l’histoire des mathématiques anciennes ; en dehors de lui, nous n’avons qu’un petit nombre de témoignages épars, qu’il nous serait impossible de coordonner sans le sien. Pour Proclus, comme pour Aristote qu’il cite, les mathématiques ne débutent ni en Grèce ni en quelque endroit privilégié ; il serait étrange, en effet, qu’un savoir aussi spécifiquement humain fût la propriété exclusive d’un seul peuple : « Selon toute vraisemblance », dit Aristote 2, « les divers [savoirs] ont été développés aussi loin que possible, à plusieurs reprises, et chaque fois perdus ». Cela n’empêche pas Proclus de saluer l’apport spécifique des Grecs, qui est d’avoir posé les mathématiques sur leur vrai plan, de les avoir hardiment définies comme abstraites et purement rationnelles, comme libres et désintéressées à l’égard de l’utilité pratique : « On admirera », dit Proclus 3, « les modes variés de raisonnements [de notre pays] qui [convainquent] tantôt en partant des causes, tantôt en émanant de preuves ; mais qui sont tous incontestables et appropriés à la science. On admirera aussi ses procédés dialectiques… Mentionnons finalement la continuité des inventions, la répartition et l’ordre des prémisses, [et] le talent avec lequel chacune [des] réciproques est présentée. D’ailleurs, ne sait-on pas qu’en leur ajoutant ou en leur retranchant quelque chose, on s’éloigne de la science et qu’on est enclin à une erreur contradictoire et à l’ignorance ? » La question de savoir où Proclus a pris ses renseignements historiques offre un problème intéressant à résoudre pour les spécialistes. Ces derniers pensent qu’il n’a pas consulté de première main les ouvrages mathématiques antérieurs à Euclide et qu’il a emprunté à peu près tout à l’« Histoire géométrique » d’Eudème de Rhodes (aujourd’hui perdue) et à la « Théorie des mathématiques » de Géminus (malheureusement perdue aussi).
« Thalès et ses Emprunts à l’Égypte »
Il s’agit de Thalès de Milet 1 (VIIe-VIe siècle av. J.-C.), le premier homme ayant reçu le titre de « sage » (« sophos » 2) en Grèce. Ce titre est souvent mal compris, et il est bon de préciser sa signification historique, avant d’aller plus avant. Le « sage » n’était pas nécessairement « un homme prudent, circonspect », bien que ce mot ait été plus tard employé dans ce sens. Aristote dit à ce propos 3 : « Thalès et les gens de cette sorte sont sages, et non prudents, car on voit qu’ils ignorent leur propre intérêt ; en revanche, on [convient] qu’ils possèdent des connaissances surabondantes, merveilleuses, difficiles à acquérir et divines, sans utilité immédiate néanmoins, puisqu’ils ne recherchent pas les biens de ce monde ». Le « sage » était donc ce que nous appelons « un érudit, un savant ». Thalès, en particulier, se fit admirer pour ses connaissances en mathématiques. Ce fut lui qui transporta les principes de cette science depuis les pays orientaux jusqu’en Grèce. Premièrement, il était d’origine phénicienne ; or, la connaissance exacte des nombres se trouvait chez les Phéniciens, à cause du commerce qui fut toujours leur affaire. Deuxièmement, il alla s’instruire auprès des Égyptiens ; or, le savoir géométrique se trouvait en Égypte, à cause de l’arpentage constant que suscitait le Nil, en brouillant les terres cultivables dans les périodes de crue et d’étiage. On dit qu’instruit ainsi par des étrangers, Thalès prit bientôt l’essor au-dessus de ses maîtres et qu’il fut le premier à mesurer la hauteur des pyramides, par leur ombre et par celle d’un bâton. De retour de ses voyages, il fit part à ses compatriotes de ce qu’il avait appris. Il prédit une éclipse de soleil, et l’événement vérifia ses calculs. Sa faculté de faire des prédictions fut à l’origine de cette fable de l’astronome qui regardait le ciel sans voir le puits qui était à ses pieds : « On raconte de Thalès », dit Platon 4, « que tout occupé de l’astronomie et regardant en haut, il tomba dans un puits, et qu’une servante de Thrace d’un esprit agréable et facétieux se moqua de lui, disant qu’il voulait savoir ce qui se passait au ciel, et qu’il ne voyait pas ce qui était devant lui ». L’on peut dire, pour finir, que Thalès profita de toutes les occasions pour s’enquérir de ce qui lui semblait remarquable ou curieux, et pour le transmettre aux Grecs. Le même rôle fut probablement joué par d’autres voyageurs de la même époque ; mais Thalès se révéla l’observateur le plus attentif et le plus habile introducteur.
- « Éthique à Nicomaque », liv. VI, ch. V (1141b 3-8).
- « Théétète », 174a.
Euclide, « Les Éléments. Tome II »
Il s’agit des « Éléments » (« Ta Stoicheia » 1) ou « Enseignement élémentaire » (« Hê Stoicheiôsis » 2) d’Euclide d’Alexandrie 3, célèbre savant grec, dont le nom est pour la géométrie ce qu’est le nom d’Einstein pour la physique. La science grecque est essentiellement déductive. C’est avec elle que l’esprit humain conçoit, pour la première fois, la possibilité de poser un petit nombre de principes et d’en déduire un ensemble de vérités qui en soient la conséquence nécessaire. Les « Éléments » d’Euclide passent pour le modèle du genre. Ils débutent par une liste d’« axiomes » (c’est-à-dire de principes que l’on demande au lecteur d’admettre sans démonstration), énoncés de telle sorte qu’ils peuvent être acceptés par chacun ; tout en étant aussi peu nombreux que possible (environ une dizaine), ils suffisent à assurer la construction de tout l’édifice mathématique. Dans une première lecture, l’on serait tenté de croire qu’Euclide est l’inventeur de ce genre de construction. Il ne cite aucun nom de prédécesseur ; des propositions que nous désignons sous les noms de « théorème de Pythagore » ou « de Thalès » prennent place dans ses « Éléments » sans que soient rappelés ceux qui les ont énoncées en premier. Cependant, Euclide a beau ne pas citer ses sources, son œuvre décèle une diversité d’inspirations qui ne trompe pas ; elle n’est pas et ne saurait être l’œuvre d’une seule intelligence. Des géomètres plus anciens — Hippocrate de Chios 4, Hermotime de Colophon 5, Eudoxe de Cnide 6, Théétète d’Athènes 7, Theudios de Magnésie 8 — avaient écrit des « Éléments ». Le mérite d’Euclide est d’avoir réuni leurs démonstrations et surtout d’avoir composé un tout qui, par un enchaînement plus exact, fit oublier les ouvrages écrits avant le sien, qui devint le plus important sur cette matière. Voici ce qu’en dit Proclus dans ses « Commentaires aux “Éléments” » : « En rassemblant des “Éléments”, Euclide en a coordonné beaucoup d’Eudoxe, perfectionné beaucoup de Théétète et évoqué dans d’irréfutables démonstrations ceux que ses prédécesseurs avaient montrés d’une manière relâchée »
- En grec « Τὰ Στοιχεῖα ».
- En grec « Ἡ Στοιχείωσις ».
- En grec Εὐκλείδης. Autrefois transcrit Euclides. On l’a longtemps confondu avec Euclide de Mégare, philosophe, « bien qu’ils n’aient pas été contemporains et qu’ils aient différé l’un de l’autre autant par leur genre d’esprit… que par la nature de leurs travaux » (Louis Figuier).
- En grec Ἱπποκράτης ὁ Χῖος. Parfois transcrit Hippocrate de Chio. À ne pas confondre avec Hippocrate de Cos, le célèbre médecin, qui vécut à la même époque.
Euclide, « Les Éléments. Tome I »
Il s’agit des « Éléments » (« Ta Stoicheia » 1) ou « Enseignement élémentaire » (« Hê Stoicheiôsis » 2) d’Euclide d’Alexandrie 3, célèbre savant grec, dont le nom est pour la géométrie ce qu’est le nom d’Einstein pour la physique. La science grecque est essentiellement déductive. C’est avec elle que l’esprit humain conçoit, pour la première fois, la possibilité de poser un petit nombre de principes et d’en déduire un ensemble de vérités qui en soient la conséquence nécessaire. Les « Éléments » d’Euclide passent pour le modèle du genre. Ils débutent par une liste d’« axiomes » (c’est-à-dire de principes que l’on demande au lecteur d’admettre sans démonstration), énoncés de telle sorte qu’ils peuvent être acceptés par chacun ; tout en étant aussi peu nombreux que possible (environ une dizaine), ils suffisent à assurer la construction de tout l’édifice mathématique. Dans une première lecture, l’on serait tenté de croire qu’Euclide est l’inventeur de ce genre de construction. Il ne cite aucun nom de prédécesseur ; des propositions que nous désignons sous les noms de « théorème de Pythagore » ou « de Thalès » prennent place dans ses « Éléments » sans que soient rappelés ceux qui les ont énoncées en premier. Cependant, Euclide a beau ne pas citer ses sources, son œuvre décèle une diversité d’inspirations qui ne trompe pas ; elle n’est pas et ne saurait être l’œuvre d’une seule intelligence. Des géomètres plus anciens — Hippocrate de Chios 4, Hermotime de Colophon 5, Eudoxe de Cnide 6, Théétète d’Athènes 7, Theudios de Magnésie 8 — avaient écrit des « Éléments ». Le mérite d’Euclide est d’avoir réuni leurs démonstrations et surtout d’avoir composé un tout qui, par un enchaînement plus exact, fit oublier les ouvrages écrits avant le sien, qui devint le plus important sur cette matière. Voici ce qu’en dit Proclus dans ses « Commentaires aux “Éléments” » : « En rassemblant des “Éléments”, Euclide en a coordonné beaucoup d’Eudoxe, perfectionné beaucoup de Théétète et évoqué dans d’irréfutables démonstrations ceux que ses prédécesseurs avaient montrés d’une manière relâchée »
- En grec « Τὰ Στοιχεῖα ».
- En grec « Ἡ Στοιχείωσις ».
- En grec Εὐκλείδης. Autrefois transcrit Euclides. On l’a longtemps confondu avec Euclide de Mégare, philosophe, « bien qu’ils n’aient pas été contemporains et qu’ils aient différé l’un de l’autre autant par leur genre d’esprit… que par la nature de leurs travaux » (Louis Figuier).
- En grec Ἱπποκράτης ὁ Χῖος. Parfois transcrit Hippocrate de Chio. À ne pas confondre avec Hippocrate de Cos, le célèbre médecin, qui vécut à la même époque.