Nouvelles leçons De Léonard De Vinci

Cet essai est adapté d'une conférence dans laquelle Fritjof Capra présente certaines des découvertes décrites dans son dernier ouvrage, *Learning from Leonardo: Decoding the Notebooks of a Genius* (2013 : Berrett-Koehler Publishers).

Léonard de Vinci, le grand génie de la Renaissance, a développé et pratiqué une synthèse unique de l'art, de la science et de la technologie, qui est non seulement extrêmement intéressante dans sa conception, mais aussi très pertinente pour notre époque.

Constatant que nos sciences et technologies se sont progressivement spécialisées, incapables d'appréhender la complexité de nos problèmes dans une perspective interdisciplinaire, nous avons un besoin urgent d'une science et d'une technologie qui honorent et respectent l'unité de toute vie, reconnaissent l'interdépendance fondamentale de tous les phénomènes naturels et nous reconnectent à la Terre vivante. Ce dont nous avons besoin aujourd'hui, c'est précisément la synthèse esquissée par Léonard de Vinci il y a 500 ans.

Une science des formes vivantes

Au cœur de la synthèse de Léonard de Vinci se trouve sa quête permanente pour comprendre la nature des formes vivantes. Il affirme à maintes reprises que la peinture implique l'étude des formes naturelles, de leurs qualités, et il souligne le lien intime entre la représentation artistique de ces formes et la compréhension intellectuelle de leur nature intrinsèque et des principes sous-jacents. Pour peindre les formes vivantes de la nature, Léonard estimait avoir besoin d'une compréhension scientifique de leur nature intrinsèque et des principes sous-jacents, et pour analyser ces formes, il lui fallait le talent artistique de les dessiner. Sa science est indissociable de son art, et son art de la science.

La quête du secret de la vie

Fasciné par le génie de Léonard de Vinci, j'ai consacré les dix dernières années à l'étude de ses écrits scientifiques à travers des reproductions de ses célèbres carnets. Dans mon nouvel ouvrage, je propose une analyse approfondie des principaux domaines scientifiques de Léonard : la dynamique des fluides, la géologie, la botanique, la mécanique, l'astronomie et l'anatomie. La plupart de ses découvertes et réalisations étonnantes dans ces domaines demeurent méconnues du grand public.

De mes recherches sur toutes les branches de la science de Léonard de Vinci est ressortie la constatation que, fondamentalement, il cherchait toujours à comprendre la nature de la vie. Ma thèse principale est que la science de Léonard de Vinci est une science du vivant, radicalement différente de la science mécaniste de Galilée, Descartes et Newton, apparue deux siècles plus tard.

Ce point a souvent échappé aux commentateurs précédents, car jusqu'à récemment, la nature de la vie était définie par les biologistes uniquement en termes de cellules et de molécules, auxquelles Léonard de Vinci, ayant vécu deux siècles avant l'invention du microscope, n'avait pas accès. Mais aujourd'hui, une nouvelle compréhension systémique de la vie émerge à l'avant-garde de la science : une compréhension fondée sur les processus métaboliques et leurs modes d'organisation ; or, ce sont précisément ces phénomènes que Léonard a explorés tout au long de sa vie, aussi bien dans le macrocosme terrestre que dans le microcosme du corps humain.

À l'échelle macroscopique, les principaux thèmes de la science de Léonard de Vinci étaient les mouvements de l'eau, les formes et transformations géologiques de la Terre, ainsi que la diversité botanique et les modes de croissance des plantes. À l'échelle microscopique, il s'intéressait principalement au corps humain : sa beauté et ses proportions, la mécanique de ses mouvements, et la compréhension de la nature et de l'origine de la vie. Permettez-moi de vous présenter un bref résumé de ses contributions dans ces divers domaines scientifiques.

Les mouvements de l'eau

Léonard de Vinci était fasciné par l'eau sous toutes ses formes. Il reconnaissait son rôle fondamental de milieu vital et de fluide essentiel à la vie, de matrice de toutes les formes organiques : « Elle est l'expansion et l'humeur de tous les corps vivants », écrivait-il. « Sans elle, rien ne conserve sa forme originelle. » Cette conception du rôle essentiel de l'eau dans la vie biologique est pleinement confirmée par la science moderne. Aujourd'hui, nous savons non seulement que tous les organismes vivants ont besoin d'eau pour transporter les nutriments jusqu'à leurs tissus, mais aussi que la vie sur Terre a commencé dans l'eau et que, pendant des milliards d'années, toutes les cellules qui composent les organismes vivants ont continué à prospérer et à évoluer dans des milieux aquatiques. Ainsi, Léonard de Vinci avait parfaitement raison de considérer l'eau comme le vecteur et la matrice de la vie.

Tout au long de sa vie, Léonard de Vinci étudia les mouvements et les écoulements de l'eau, dessina et analysa ses vagues et ses tourbillons. Il mena des expériences non seulement avec l'eau, mais aussi avec le sang, le vin, l'huile, et même le sable et les grains. Il fut le premier à formuler les principes fondamentaux de l'écoulement et à reconnaître qu'ils sont les mêmes pour tous les fluides. Ces observations font de Léonard de Vinci un pionnier de la discipline aujourd'hui connue sous le nom de dynamique des fluides.

Les manuscrits de Léonard de Vinci regorgent de dessins exquis de tourbillons et autres phénomènes de turbulence dans l'eau et l'air, qui, jusqu'à présent, n'ont jamais fait l'objet d'une analyse détaillée, la physique des écoulements turbulents étant notoirement complexe. Dans cet ouvrage, je présente une analyse approfondie des dessins de Léonard de Vinci relatifs aux écoulements turbulents, fruit d'échanges approfondis avec Ugo Piomelli, professeur de dynamique des fluides à l'Université Queen's au Canada, qui m'a très généreusement apporté son aide dans l'analyse de l'ensemble des dessins et descriptions de Léonard de Vinci concernant les écoulements turbulents.

La Terre vivante

Léonard de Vinci considérait l'eau comme l'agent principal de la formation de la surface terrestre. Cette conscience de l'interaction constante entre l'eau et les roches l'a incité à entreprendre de vastes études en géologie, qui ont inspiré les formations rocheuses fantastiques qui apparaissent si souvent dans les arrière-plans ombragés de ses tableaux. Ses observations géologiques sont stupéfiantes non seulement par leur grande précision, mais aussi parce qu'elles l'ont conduit à formuler des principes généraux qui n'ont été redécouverts que des siècles plus tard et qui sont encore utilisés par les géologues aujourd'hui.

Léonard de Vinci fut le premier à postuler que les formes de la Terre sont le résultat de processus lents se déroulant sur de longues époques de ce que nous appelons aujourd'hui le temps géologique.

De ce point de vue, Léonard de Vinci était en avance de plusieurs siècles sur son temps. Les géologues n'ont pris conscience de l'immensité des temps géologiques qu'au début du XIXe siècle, grâce aux travaux de Charles Lyell, souvent considéré comme le père de la géologie moderne.

Léonard de Vinci fut également le premier à identifier les plis des strates rocheuses. Ses descriptions de la formation des roches sur des périodes extrêmement longues, par couches de sédimentation, puis de leur modelage et de leur plissement sous l'effet de puissantes forces géologiques, s'apparentent à une perspective évolutionniste. Il parvint à cette perspective 300 ans avant Charles Darwin, qui avait lui aussi puisé son inspiration en géologie pour développer sa pensée évolutionniste.

La croissance des plantes

Les carnets de Léonard de Vinci contiennent de nombreux dessins d'arbres et de plantes à fleurs, dont plusieurs sont des chefs-d'œuvre d'imagerie botanique détaillée. Ces dessins, initialement conçus comme études préparatoires à des peintures, se transformèrent rapidement en véritables recherches scientifiques sur les mécanismes du métabolisme et de la croissance qui sous-tendent toutes les formes végétales. Léonard s'intéressa particulièrement à la nutrition des plantes par la lumière du soleil et l'eau, ainsi qu'à la circulation de la sève dans leurs tissus.

Il distinguait avec justesse la couche externe morte de l'écorce d'un arbre de l'écorce interne vivante, appelée phloème par les botanistes, qu'il nommait avec justesse « la chemise qui se trouve entre l'écorce et le bois ». Il fut également le premier à reconnaître que l'âge d'un arbre correspond au nombre de cernes dans la section transversale de son tronc et, plus remarquable encore, que la largeur d'un cerne de croissance est un indicateur du climat de l'année correspondante. Comme dans tant d'autres domaines, Léonard de Vinci a poussé la pensée botanique bien au-delà de celle de ses contemporains, s'imposant comme le premier grand théoricien de la botanique.

Le corps humain en mouvement

Lorsqu'il explorait les formes de la nature à l'échelle macrocosmique, Léonard de Vinci recherchait également des similitudes dans les schémas et les processus du corps humain. Afin d'étudier les formes organiques du corps, il disséqua de nombreux cadavres d'hommes et d'animaux, et examina leurs os, leurs articulations, leurs muscles et leurs nerfs, les dessinant avec une précision et une clarté inégalées. Léonard démontra dans d'innombrables dessins élaborés et saisissants comment les nerfs, les muscles, les tendons et les os interagissent pour permettre le mouvement du corps.

Contrairement à Descartes, Léonard de Vinci n'a jamais considéré le corps comme une machine, bien qu'il fût un ingénieur de génie ayant conçu d'innombrables machines et dispositifs mécaniques. Il reconnaissait clairement que l'anatomie animale et humaine implique des fonctions mécaniques. « La nature ne peut doter les animaux du mouvement sans instruments mécaniques », expliquait-il, mais cela n'impliquait pas pour autant que les organismes vivants soient des machines. Cela signifiait simplement que, pour comprendre les mouvements du corps animal, il lui fallait explorer les principes de la mécanique. Il considérait d'ailleurs cela comme le rôle le plus noble de cette branche de la science.

Éléments de mécanique

Pour comprendre en détail comment les « instruments mécaniques » de la nature interagissent pour mouvoir le corps, Léonard de Vinci se plongea dans l'étude approfondie des problèmes liés aux poids, aux forces et aux mouvements – les branches de la mécanique aujourd'hui connues sous les noms de statique, dynamique et cinématique. Tout en étudiant les principes élémentaires de la mécanique en relation avec les mouvements du corps humain, il les appliqua également à la conception de nombreuses machines nouvelles. À mesure que sa fascination pour la science de la mécanique grandissait, il explora des sujets toujours plus complexes, anticipant des principes abstraits qui étaient des siècles en avance sur son temps.

Ces contributions comprennent sa compréhension de la relativité du mouvement, sa découverte du principe aujourd'hui connu sous le nom de troisième loi de Newton, sa compréhension intuitive de la conservation de l'énergie et – plus remarquable encore – son anticipation de la loi de dissipation de l'énergie, la deuxième loi de la thermodynamique. Bien que de nombreux ouvrages traitent du génie mécanique de Léonard de Vinci, aucun n'est encore consacré à sa mécanique théorique. Dans le chapitre le plus long de ce livre, je propose une analyse approfondie de cette branche importante de la science de Léonard de Vinci.

La science du vol

Les textes accompagnant les dessins anatomiques de Léonard de Vinci nous apprennent qu'il considérait le corps humain comme un corps animal, à l'instar des biologistes d'aujourd'hui ; il n'est donc pas surprenant qu'il ait comparé les mouvements humains à ceux de divers animaux. Ce qui le fascinait plus que tout autre mouvement animal était le vol des oiseaux. Il fut la source d'une des grandes passions de sa vie : le rêve de voler.

Le rêve de voler comme un oiseau est aussi vieux que l'humanité. Mais nul ne l'a poursuivi avec autant d'intensité, de persévérance et d'engagement dans la recherche méticuleuse que Léonard de Vinci. Sa science du vol impliquait de nombreuses disciplines : de l'aérodynamique à l'anatomie humaine, en passant par l'anatomie des oiseaux et le génie mécanique.

Dans mon chapitre consacré à la science du vol selon Léonard de Vinci, j'analyse en détail ses dessins et écrits sur ce sujet et j'en conclus qu'il comprenait parfaitement l'origine de la portance aérodynamique, qu'il maîtrisait les caractéristiques essentielles du vol plané et du vol battu, et qu'il fut le premier à reconnaître le principe de la soufflerie : un corps se déplaçant dans un flux d'air immobile est équivalent à un corps immobile soumis à un flux d'air. Ceci consacre Léonard de Vinci comme l'un des grands pionniers de l'aérodynamique.

Dans ses nombreux projets de machines volantes, Léonard de Vinci s'efforçait d'imiter les mouvements complexes de battement d'ailes et de vol plané des oiseaux. Nombre de ces projets reposaient sur des principes aérodynamiques solides, et seul le poids des matériaux disponibles à la Renaissance l'empêchait de construire des modèles fonctionnels.

Le mystère de la vie

Comme je l'ai mentionné, le fil conducteur des explorations du macrocosme et du microcosme par Léonard de Vinci était sa quête incessante de la nature de la vie. Cette quête atteignit son apogée dans les études anatomiques qu'il mena à Milan et à Rome après soixante ans, notamment ses recherches sur le cœur – cet organe qui, à travers les âges, a été le symbole par excellence de l'existence humaine et de la vie émotionnelle. Non seulement il comprit et représenta le cœur d'une manière inédite, mais il observa également des subtilités dans son fonctionnement qui échapperaient aux chercheurs médicaux pendant des siècles.

Durant la dernière décennie de sa vie, Léonard de Vinci se passionna pour un autre aspect du mystère de la vie : son origine, à travers les processus de reproduction et de développement embryonnaire. Dans ses études embryologiques, il décrivit avec une précision étonnante les processus vitaux du fœtus dans le ventre de sa mère, notamment son alimentation par le cordon ombilical. Les dessins embryologiques de Léonard de Vinci sont des révélations gracieuses et émouvantes des mystères qui entourent les origines de la vie.

Léonard de Vinci savait pertinemment qu'en fin de compte, la nature et l'origine de la vie resteraient un mystère, aussi brillant fût son esprit scientifique. « La nature est pleine de causes infinies qui ne se sont jamais manifestées dans l'expérience », déclara-t-il à la fin de sa quarantaine, et avec l'âge, son sens du mystère s'accentua. Presque tous les personnages de ses dernières toiles arborent ce sourire qui exprime l'ineffable, souvent accompagné d'un doigt pointé. « Pour Léonard, le mystère était une ombre, un sourire et un doigt pointé dans l'obscurité », écrivit le célèbre historien de l'art Kenneth Clark.