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Datation du catalogue : XVIIIe siècle
Source gallica.bnf.fr / Bibliothèque nationale de France
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Résumé

Ce volume est un dossier entrant. Quarante-quatre vues, trente-deux feuillets, reliés par la Bibliothèque à partir des papiers de Libri : ce sont les lettres qu'elle a reçues — onze billets de Fourier, deux de Delambre, un de Lalande, un de Libri, un de Choron, un de Lagrange —, trois feuillets de Lagrange écrits de Berlin en 1776–1778 qui ne lui sont pas adressés du tout, une lettre anonyme de 1814, et quatre pages de sa main, la lettre à Libri du 18 avril 1831. Un seul feuillet de tout le volume porte une formule.

Il faut donc dire d'emblée ce que cette lecture ne peut pas faire. Il n'y a pas ici de fil mathématique à suivre, parce qu'il n'y a pas de mathématiques à suivre : ni le mémoire de 1811, ni celui de 1813, ni les Recherches de 1821, ni une ligne de son arithmétique. Ce volume ne dit pas ce qu'elle cherchait ; il dit ce qu'on lui envoyait, ce qu'on la pressait de publier, et ce qu'elle pensait, à la fin, de l'état de la science.

La seule mathématique du volume tient en une ligne, écrite tête-bêche au haut d'un feuillet d'adresse, par une main qui n'est pas celle de la lettre, après le 13 mars 1814 : « le triangulaire d'un quarré est la somme des quarrés des deux Triangulaires consécutifs », avec la formule qui la porte. En écrivant \(T_k = k(k+1)/2\), c'est l'identité \(T_{n-1}^2 + T_n^2 = T_{n^2}\). Elle est vraie, et elle se démontre en une ligne dès qu'on remarque les deux faits que la phrase française contient déjà : les deux triangulaires consécutifs ont pour somme \(n^2\) et pour différence \(n\), et l'identité du parallélogramme \(a^2+b^2 = \tfrac12((a+b)^2+(b-a)^2)\) fait le reste. On ignore de qui est la main ; la transcription note sa ressemblance avec celle de 1831 et refuse de conclure sur quinze mots, et cette lecture ne conclut pas davantage.

Autour de cette ligne, les lettres portent des mathématiques qui sont celles des autres. Fourier lui fait passer le mémoire de Savart sur les vibrations des lames élastiques et celui, lithographié, de Navier sur la flexion des plans élastiques — c'est-à-dire les deux moitiés, l'expérience et l'analyse, de la question qui l'occupait ; le nom moderne de leur objet commun est l'opérateur biharmonique, et l'équation du mouvement libre d'une plaque mince est \(\partial^2 z/\partial t^2 + k^2\,\Delta^2 z = 0\). Fourier, en septembre 1820, l'invite « instamment à publier ». Delambre, en juillet 1821, accuse réception d'un mémoire où elle combat les principes d'un « Géomètre célèbre » qu'il ne nomme pas, et avoue que personne n'est en état de juger. Libri, de Florence en 1825, annonce deux choses dont l'une est fausse — qu'on peut donner à l'intégrale d'une équation différentielle linéaire un nombre quelconque de constantes arbitraires, alors que leur nombre est exactement l'ordre de l'équation — et dont l'autre, une dérivation des équations de la chaleur à partir de vibrations, se heurte à ce qu'on formule aujourd'hui comme la différence entre une équation parabolique et une équation hyperbolique.

Le volume rend aussi un service qu'on n'attend pas d'une correspondance : il date. Presque chaque lettre a gardé sa couverture, et les adresses successives — rue Sainte-Croix-de-la-Bretonnerie jusqu'en 1814, rue de Braque à partir de 1820 au plus tard — situent les onze pièces qui ne portent qu'un jour de la semaine. Deux dates se calculent : le billet de Lagrange « ce 17 germinal (mercredi) » ne peut être que du 6 avril 1796 ou du 7 avril 1802, ces deux jours étant les seuls mercredis 17 germinal de tout le calendrier républicain ; et les trois feuillets de Berlin, que la reliure donne à la file, sont trois lettres distinctes dont la dernière est de juillet 1778, date à laquelle Frédéric II entre en Bohême.

De ce qu'elle pensait, elle a laissé ici son propre compte rendu, et il tient en une phrase écrite dix semaines avant sa mort : « décidément il y a un tort sur tout ce qui tient aux mathématiques votre préoccupation celle de Cauchy, la mort de Mr fourier, pour […] cet élève Gallois qui malgré son impertinence annonçoit des dispositions heureuses en a tant fait qu'il a été chassé de l'école normale ». Libri en exil, Cauchy parti, Fourier mort, Galois chassé : elle fait le compte, et elle range le dernier avec les autres.

Où cela mène, et sous quels noms chercher. Du côté de la ligne du feuillet 32v : les nombres figurés, l'identité de Nicomaque \(1^3+\cdots+n^3 = T_n^2\), dont on tire ici le corollaire \(T_{n^2} = 2T_n^2 - n^3\), et plus largement les identités entre nombres triangulaires et sommes de deux carrés. Du côté des plaques : l'opérateur biharmonique, la théorie des plaques minces de Kirchhoff et Love, les figures de Chladni et les lignes nodales comme lieux des zéros des modes propres. Du côté de la lettre de Libri : la dimension de l'espace des solutions d'une équation linéaire, et les modèles hyperboliques de la conduction de la chaleur. Et pour la lettre du 18 avril 1831, une histoire qui n'est pas mathématique et que les mathématiciens lisent quand même.

Keywords — triangular numbers, figurate number identities, sum of two squares, Nicomachus's theorem, biharmonic operator, Kirchhoff–Love plate theory, Chladni figures, nodal lines, heat equation, hyperbolic heat conduction, linear ODE solution space

Ce que le volume contient

1–44Quarante-quatre vues, trente-deux feuillets. Les quatre premières vues et les deux dernières sont la reliure, les gardes et les fiches de la Bibliothèque1 ; entre elles, trente-deux feuillets montés un à un, la plupart des vues photographiant deux feuillets à la fois. Le volume vient des papiers de Libri.

Ce n'est pas un cahier de mathématiques, et ce n'est pas non plus, comme Français 9118, un dossier mêlé où l'on trouverait ses brouillons à côté des lettres reçues. C'est un dossier entrant, et presque rien d'autre : sur les trente-deux feuillets, deux seulement portent son écriture — les quatre pages de la lettre à Libri du 18 avril 1831 —, et un seul feuillet de tout le volume porte une formule.

Les pièces se rangent ainsi.

Deux de ces correspondants ne figurent pas dans la notice de la Bibliothèque, qui énumère Delambre, Fourier, Germain, Lagrange, Lalande et Libri : Choron, et l'inconnu de 1814.2

Presque chaque lettre a gardé son feuillet d'adresse, plié et cacheté. Ces couvertures, qui ne disent rien de mathématique, sont l'instrument le plus utile du volume : elles datent ce qui n'est pas daté. On y revient plus bas.

La seule mathématique du volume : le triangulaire d'un carré

42–42Au haut du feuillet d'adresse de la lettre non signée du 13 mars 1814, écrite tête-bêche par rapport à l'adresse et d'une main qui n'est pas celle de la lettre, une seule ligne de mathématiques, avec la phrase qui la lit : « le triangulaire d'un quarré est la somme des quarrés des deux Triangulaires consécutifs ».3

L'énoncé

Le feuillet écrit \[ \left(\frac{n^2-n}{2}\right)^{\!2} + \left(\frac{n^2+n}{2}\right)^{\!2} = \frac{n^4+n^2}{2}. \] En notant \(T_k = k(k+1)/2\) le \(k\)-ième nombre triangulaire, les deux quantités élevées au carré sont \(T_{n-1}\) et \(T_n\), et le second membre est \(T_{n^2}\). L'énoncé est donc \[ T_{n-1}^{\,2} + T_n^{\,2} = T_{n^2}, \] c'est-à-dire exactement ce que dit la phrase française : le triangulaire d'un carré est la somme des carrés des deux triangulaires consécutifs.4 Sous forme binomiale, \(\binom{n}{2}^{\!2} + \binom{n+1}{2}^{\!2} = \binom{n^2+1}{2}\).

Elle est vraie, et d'une ligne

Posons \(a = T_{n-1}\) et \(b = T_n\). Deux faits immédiats : \[ a + b = \frac{n^2-n}{2} + \frac{n^2+n}{2} = n^2, \qquad b - a = n. \] L'identité du parallélogramme — \(a^2 + b^2 = \tfrac12\big((a+b)^2 + (b-a)^2\big)\), qui n'est que le développement des deux carrés — donne alors \[ a^2 + b^2 = \tfrac12\big(n^4 + n^2\big) = \frac{n^2(n^2+1)}{2} = T_{n^2}. \] C'est tout. La démonstration ne demande rien qui ne fût disponible en 1814, et la disposition même de la phrase française — un carré, ses deux triangulaires — est celle du calcul : le carré est la somme des deux triangulaires, leur différence est sa racine, et l'identité du parallélogramme fait le reste.

Une conséquence, qu'aucune main ne tire ici mais qui vaut d'être écrite. Nicomaque donne \(1^3 + 2^3 + \cdots + n^3 = T_n^{\,2}\) ; en portant cela dans l'identité, \(T_{n-1}^{\,2} = T_n^{\,2} - n^3\), donc \[ T_{n^2} = 2\,T_n^{\,2} - n^3 . \] Le triangulaire d'un carré vaut deux fois la somme des \(n\) premiers cubes, moins le dernier.

La ligne de trois nombres

Sous l'égalité, la note porte une ligne isolée, trois nombres reliés par un trait horizontal continu, que la transcription lit \(1 + 64 + 49\) en avertissant que le second signe est empâté.5

Aucune lecture de ces trois nombres n'instancie l'identité. La somme vaut \(114\), qui n'est ni triangulaire — \(T_{14} = 105\), \(T_{15} = 120\) — ni carré. Les plus petits cas de l'identité, ceux qu'on écrirait pour la vérifier, sont \(1 + 9 = 10\) pour \(n = 2\) et \(9 + 36 = 45\) pour \(n = 3\), et ce n'est ni l'un ni l'autre. Les trois nombres sont les carrés de \(1\), \(7\) et \(8\) ; si le second signe est un signe d'égalité plutôt qu'un plus, \(1 + 64 = 49\) est faux, en sorte que la lecture de la transcription est la seule qui fasse de la ligne un énoncé arithmétique recevable — une addition posée. Ce qu'elle additionne, le feuillet ne le dit pas.

La main, et la date

Deux choses sont sûres, une troisième ne l'est pas. Sûres : la note a été écrite sur ce feuillet après qu'il eut servi de couverture, donc après le 13 mars 1814 ; et elle n'est pas de la main qui a écrit la lettre, puisque l'encre et le module diffèrent et que l'écriture est tête-bêche par rapport à l'adresse. Non sûre : de qui elle est. La transcription note que la main ressemble à celle de la lettre du 18 avril 1831 — même inclinaison, même \(d\) bouclé, mêmes longues liaisons plates — et refuse d'en conclure, quinze mots n'étant pas une attribution. Cette lecture ne conclut pas davantage.6

Les surfaces élastiques : ce qu'on lui envoie, et ce qu'on la presse de publier

10–19Le volume ne contient pas une ligne de sa théorie des plaques. Il contient ce qui l'entoure : deux correspondants qui la poussent à publier, et un troisième qui lui fait porter les mémoires des autres.

Fourier, 29 septembre 1820

Fourier part quinze jours à la campagne et écrit avant de partir :

Je suis persuadé que vous aurez donné de nouveaux développemens à la théorie dont vous vous occupez, et que je vous invite instamment à publier. personne ne peut traiter avec plus de succès cette difficile et intéressante question.

« La théorie dont vous vous occupez » n'est pas nommée. Neuf mois plus tard, Delambre accuse réception d'un mémoire ; les Recherches sur la théorie des surfaces élastiques paraissent en 1821. Le rapprochement est vraisemblable et il n'est pas écrit sur le feuillet : ni Fourier ni Delambre ne nomment l'ouvrage, et cette lecture ne le nomme qu'en le donnant pour ce qu'il est, une conjecture.7

Delambre, 21 juillet 1821, et le « Géomètre célèbre »

il ne m'appartient pas et peut-être n'appartient-il à personne de prononcer sur les questions que vous regardez comme douteuses. mais ce qui obtiendra une approbation générale c'est la réserve avec laquelle vous exposez vos opinions et vos conjectures, ce sont les égards avec lesquels vous traitez le Géomètre célèbre dont vous combattez les principes qui vous ont paru ne pouvoir s'accorder avec ce que vous démontrez.

Trois choses se lisent là. D'abord qu'elle a annoncé elle-même ses conclusions comme douteuses. Ensuite que le secrétaire perpétuel se déclare hors d'état de juger — « peut-être n'appartient-il à personne » — ce qui, en 1821 et sur la question des plaques, est un aveu et non une politesse. Enfin qu'elle combat les principes de quelqu'un, c'est-à-dire son point de départ physique, et non un résultat.

Qui est ce géomètre ? Le feuillet ne le nomme pas. Le candidat que la disposition de la question rend le plus naturel est Poisson, dont le mémoire de 1814 tire l'équation des surfaces élastiques d'une hypothèse moléculaire, et dont les principes sont précisément ce qu'un adversaire attaquerait avant les conséquences ; mais c'est une conjecture de cette lecture, elle n'est pas dans le feuillet, et elle ne s'appuie sur aucune pièce du volume.8

Savart, Navier, et l'équation

Un billet de Fourier sans date, « mardi soir », fait passer deux imprimés :9

j'ai l'honneur d'adresser à mademoiselle germain le dernier numéro des annales de physique où se trouve le mémoire de Mr Savart sur les vibrations des lames élastiques […] j'espère lui envoyer demain un mémoire qui a été présenté à l'académie par Mr Navier et qui a pour objet l'analyse des flexions des plans élastiques. l'auteur a fait copier ce manuscrit par les presses lithographiques.

Les deux envois sont les deux moitiés de la question telle qu'elle se posait alors : l'expérience et l'analyse. Savart continue les figures de Chladni — le sable qui se rassemble sur les lignes où la plaque ne bouge pas ; Navier donne l'équation de la flexion.

En termes d'aujourd'hui, l'objet commun est l'opérateur bi\-harmonique. Pour une plaque mince, homogène et isotrope, d'épaisseur \(h\) et de déplacement transversal \(w(x,y)\), la flexion statique sous une charge \(q\) est régie par \[ D\,\Delta^2 w = q, \qquad D = \frac{E h^3}{12\,(1-\nu^2)}, \] et le mouvement libre par \[ \frac{\partial^2 z}{\partial t^2} + k^2\,\Delta^2 z = 0 , \] \(\Delta^2 = \Delta\Delta\) étant le bilaplacien.10 Les lignes nodales que le sable de Savart dessine sont les lieux \(z = 0\) des modes propres, c'est-à-dire les zéros des solutions de \(\Delta^2 \phi = \lambda \phi\) sous les conditions de bord de la plaque — lesquelles ont occupé le reste du siècle, et sont la vraie difficulté que ni ce billet ni ce volume n'abordent.

Il faut dire ce que le volume ne permet pas de dire. Aucune des pièces mathématiques de Germain sur les plaques n'est ici : ni le mémoire de 1811, ni celui de 1813, ni les Recherches de 1821. La question de savoir où son analyse a manqué ne se pose donc pas sur ces feuillets, et cette lecture ne la pose pas.11

Libri : la chaleur, les constantes arbitraires, et le rapport que Cauchy doit depuis six mois

16–39La lettre de Florence du 17 novembre 1825 est la seule pièce du volume, en dehors de la note du feuillet 32v, qui avance un énoncé mathématique.

« Un nombre quelconque de constantes arbitraires »

J'ai envoyé un mémoire à l'Institut sur la théorie de la chaleur, ou je crois avoir démontré qu'on peut donner à l'Intégrale d'une équation différentielle linéaire un nombre quelconque de constantes arbitraires.

Tel quel, l'énoncé est faux, et il faut le dire. Pour une équation différentielle linéaire d'ordre \(n\) à coefficients continus sur un intervalle, l'ensemble des solutions est un espace vectoriel de dimension exactement \(n\) : c'est le théorème de Cauchy–Lipschitz appliqué au système du premier ordre équivalent, l'application qui à une solution associe le vecteur \(\big(y(t_0), y'(t_0), \dots, y^{(n-1)}(t_0)\big)\) étant un isomorphisme.12 Le nombre de constantes arbitraires essentielles est donc un invariant de l'équation, égal à son ordre, et aucune démonstration ne peut l'augmenter.

Ce qui peut être vrai, et qui est la seule façon de sauver la phrase, est autre chose : une représentation d'une solution peut contenir autant de paramètres qu'on veut sans que l'ensemble décrit s'agrandisse — des constantes non essentielles, dont la variation ne change pas la fonction, comme il en apparaît naturellement dans les solutions écrites sous forme d'intégrale définie, où le contour et les bornes sont à disposition. Que ce soit là ce que Libri démontre, le feuillet ne le dit pas : il donne l'annonce et non la preuve, le mémoire n'est pas dans le volume, et cette lecture ne le juge pas sur une phrase de lettre.

« L'hypothèse des vibrations calorifiques »

J'ai aussi déduit les équations du mouvement de la chaleur de l'hypothèse des vibrations calorifiques.

C'est le programme qui oppose, dans les années 1820, une chaleur conçue comme vibration de la matière à la chaleur-fluide dont Fourier avait su se passer. Le point de difficulté, tel qu'on le formule aujourd'hui, est que les deux hypothèses ne conduisent pas au même type d'équation. L'équation de Fourier \[ \frac{\partial u}{\partial t} = k\,\Delta u \] est parabolique : irréversible, et de vitesse de propagation infinie. Une vibration donne une équation hyperbolique, réversible et de vitesse finie. On ne passe de la seconde à la première par aucun calcul exact, mais seulement par un passage à la limite : en écrivant, avec un temps de relaxation \(\tau\), \[ \tau\,\frac{\partial^2 u}{\partial t^2} + \frac{\partial u}{\partial t} = k\,\Delta u , \] on retrouve l'équation de Fourier quand \(\tau \to 0\), et l'équation des ondes quand la conduction est négligeable.13 Ce que la lettre annonce est donc une dérivation dont on sait aujourd'hui qu'elle ne peut pas être exacte ; ce qu'elle valait dans le mémoire, le volume ne permet pas de le dire.

Le rapport de Cauchy, et les billets de Fourier

La lettre se termine par une demande précise :

Voudriez vous avoir la bonté de chatouiller un peu Mr. Fourier afin qu'il fasse hâter le rapport que Mr. Cauchy doit faire depuis six mois sur le mémoire sur la théorie des Nombres que vous avez lu ?

Deux faits de fait, qui ne demandent aucune interprétation : elle a lu le mémoire de Libri sur la théorie des nombres, et Libri la tient pour capable de faire bouger le secrétaire perpétuel de l'Académie.

Deux billets non datés de Fourier semblent répondre à cette démarche. Dans l'un, « lundi matin » : « je n'ai point trouvé chez moi le mémoire de mr. libri. […] je vais aujourd'hui à l'académie et je me ferai remettre cet ouvrage que j'enverrai à mademoiselle germain. » Dans l'autre, « vendredi matin » : « je m'acquitterai de la recommandation que vous me confiez — me mande Mr Libri. il m'en avoit aussi parlé dans sa dernière lettre. je ferai mon possible pour que ce vœu ne soit pas différé. il nous a envoyé un nouveau mémoire sur la théorie de la chaleur. »14 Que ces billets soient la suite de la lettre du 17 novembre est une conjecture de cette lecture : elle repose sur la concordance de trois éléments — un mémoire de Libri sur la chaleur à l'Institut, une démarche qu'elle transmet, un vœu qu'on ne veut pas voir différé — et sur rien qui soit écrit.

Gauss, la médaille de Lalande et la pendule

7–9Le 14 mai 1810, Delambre lui écrit d'une chose qui n'est pas des mathématiques et qui en dit long. Gauss vient de recevoir la médaille fondée par Lalande ; sur les 500 francs qu'elle vaut, 380 restent en argent, et Gauss préférerait une pendule. Delambre cite ses mots :

qu'il soit de 60 ou de 300 fr. cela m'est indifférent pourvû que la montre soit assez élégante pour être offerte en cadeau à mon épouse […] peut-être Mademoiselle Sophie Germain ( à laquelle je vous prie de faire mille complimens de ma part ) auroit la bonté de se charger du choix.

Delambre corrige au passage l'allemand de Gauss : « il a traduit par montre à Pendule l'expression allemande Pendeluhr », et ce que Gauss veut est une pendule.

Ce qui compte ici est la date. En mai 1810, Gauss demande qu'on s'adresse à elle pour un cadeau destiné à sa femme : il sait depuis quelques années qui était « M. Le Blanc », et la lettre le montre traitant avec elle sur le pied de la familiarité et non de la déférence savante.15

Lagrange : un billet de germinal, et trois feuillets de Berlin

29–34

Le billet de germinal, et sa date

Paris ce 17 germinal (mercredi) Lagrange présente ses respects à Mademoiselle Germaine. […] il se fait un devoir de la prévenir qu'il sera à ses ordres le 19 et le 20. (vendredi, et samedi)

Le billet donne un quantième républicain et trois jours de la semaine. Cela suffit presque à le dater, et il vaut de le faire proprement, parce que la manière naturelle de le faire est fausse.

La transcription note que « la lecture “17” s'accorde avec le reste du billet, où le 19 est un vendredi et le 20 un samedi ». Cet accord est automatique : si le 17 est un mercredi, le 19 est un vendredi et le 20 un samedi, quelle que soit l'année et quel que soit le mois. Les trois indications n'en font qu'une, et elle ne confirme pas le chiffre 17 — elle confirme seulement que les trois quantièmes ont été lus de façon cohérente entre eux.16

La contrainte utile est donc unique : le 17 germinal tombe un mercredi. Le calendrier républicain n'a que quatorze années, et sur ces quatorze, deux seulement la satisfont :

Rien dans le billet ne sépare les deux. Elle a vingt ans dans le premier cas, vingt-six dans le second ; Lagrange est à Paris dans les deux. Ce que cette lecture peut affirmer est donc : le billet est du 6 avril 1796 ou du 7 avril 1802, et d'aucun autre jour.17 Lagrange écrit son nom « Germaine ».

Les trois feuillets de Berlin : ils ne sont pas d'une seule lettre, ni d'une seule année

Trois feuillets de Lagrange écrits de Berlin sont reliés ici. Ils ne sont pas adressés à Sophie Germain — le premier est daté du 10 juillet 1776, trois mois après sa naissance — mais à un correspondant de Turin que les feuillets ne nomment pas, et qui est de Denina, du docteur Cigna, de Richeri secrétaire du comte Fontana, et du père de Lagrange, resté à Turin.18

Le volume les donne à la file, et la reliure invite à les prendre pour une seule lettre. Ils sont trois, et de trois moments différents. Le contenu le montre.

Les trois feuillets couvrent donc à peu près 1776–1778, et la date portée sur le premier ne vaut que pour lui.19 On notera aussi que le millésime du premier feuillet est lui-même douteux : la transcription lit le troisième chiffre « 7 ou 5 », et n'exclut 1756 que parce que Lagrange n'était pas à Berlin cette année-là.

« Cet élève Gallois » : la lettre du 18 avril 1831

27–29Quatre pages de sa main, signées, les seules du volume. Elle meurt dix semaines plus tard.

La lettre est d'abord celle d'une femme malade qui règle des affaires de correspondance : des paquets qui n'arrivent pas, une lettre remise à Madame Cauchy, Madame Renaud qui avait perdu son adresse, un domestique qui donne reçu. Puis, sans transition :

Ma santé est dans un état affreux, une mort prompte seroit pour moi un soulagement car je souffre des maux inconnus et qui ne me laissent pas un seul moment de repos, je voulois lire au moins le 2me v. de la revue mais je ne puis, je reste enfermée.

Puis, dans un seul paragraphe, l'état de la science comme elle le voit :

décidément il y a un tort sur tout ce qui tient aux mathématiques votre préoccupation celle de Cauchy, la mort de Mr fourier, pour […] cet élève Gallois qui malgré son impertinence annonçoit des dispositions heureuses en a tant fait qu'il a été chassé de l'école normale, il est sans fortune et sa mere en a fort peu.

Et la suite, sur la mère de Galois quittant sa maison et se plaçant dame de compagnie, sur l'insolence dont Libri lui-même avait reçu « un échantillon après votre lecture à l'académie », et pour finir : « On dit qu'il devient tout à fait fou et je le crains. »

Ce que cette page établit, sans interprétation : qu'en avril 1831 elle tient le compte de ce qui est arrivé aux mathématiques françaises en dix mois — Libri en exil, Cauchy parti, Fourier mort l'année précédente, Galois chassé — et qu'elle range le dernier avec les autres, c'est-à-dire qu'elle le tient pour une perte pour la science et non pour un fait divers. Elle écrit son nom « Gallois », avec deux \(l\).20 Aucune mathématique n'est faite dans cette lettre ; c'est pourtant la pièce du volume qu'un mathématicien d'aujourd'hui lira le plus attentivement.

Dater ce qui n'est pas daté : les feuillets d'adresse

6–42Onze pièces du volume ne portent pas de date, ou ne portent qu'un jour de la semaine. Le volume fournit lui-même de quoi les situer, et c'est son apport le moins visible et le plus sûr : les couvertures.

Ses adresses, dans l'ordre où le volume les date :

Il suit immédiatement que le déménagement de la rue Sainte-Croix-de-la- Bretonnerie à la rue de Braque a eu lieu entre le 13 mars 1814 et le 21 juillet 1821, et que toute pièce du volume dont la couverture porte « rue de Braque » est postérieure à 1814.22 Trois des billets non datés de Fourier sont dans ce cas.

Deux autres indices, donnés par les feuillets eux-mêmes :

Deux couvertures ne portent ni rue ni ville : les billets qu'elles fermaient ont été portés à la main, et elles ne datent rien.

Ce qui n'est pas des mathématiques

6–41

Les billets du centre

La lettre de Delambre du 21 juillet 1821, après le paragraphe sur son mémoire, consacre deux pages à une question d'accès. Elle a demandé à assister aux séances publiques de l'Académie ; il explique pourquoi c'est difficile. Le Bureau dispose de quarante billets et les académiciens sont soixante-quinze ; lui-même en a « tout au plus dix » par séance et se fait une loi de les donner aux confrères qui en demandent pour leurs femmes ; heureusement, ajoute-t-il, « leurs femmes ne montrent pas un grand empressement en sorte que jusqu'ici je n'ai pas eu le chagrin d'en refuser une seule ». Il promet de lui en réserver un au mois de mars suivant.

Le document se passe de commentaire. On notera seulement qu'il est écrit par le secrétaire perpétuel, dans la même lettre où il lui dit que personne n'est en état de juger son mémoire.

Lalande, 4 novembre 1797

Le billet le plus ancien du volume qui la concerne, et le plus étrange : des excuses, le lendemain d'une visite.

il etoit difficile mademoiselle de me faire sentir plus que vous ne l'avez fait hier l'indiscretion de ma visite, et l'improbation de mes hommages. […] il ne me reste donc qu'à vous faire des excuses de mon imprudence.

Il y mêle deux détails utiles : « mon ami Cousin », qui lui avait annoncé ses talents, et le fait qu'elle a lu « le systeme du monde de la place » et ne veut pas lire son « abregé d'astronomie ». Elle a vingt et un ans ; le Système du monde de Laplace a paru l'année précédente. La moitié basse du billet est écrite très menu et plusieurs mots n'ont pas pu être lus.

Choron, et la lettre du 13 mars 1814

Le billet de Choron, du 29 janvier 1818, accompagne un exemplaire de ses observations sur l'enseignement simultané de la lecture et de l'écriture en musique. Il n'a rien de mathématique et tout de documentaire : Choron ne figure pas dans la notice du volume.

La lettre non signée du 13 mars 1814 est, de toutes les pièces, la plus personnelle : deux « titres » dont l'auteur a touché le montant, Saint-Denis et Montbrison, son cabinet contre sa bibliothèque à elle, une sœur dont elle est « la seule ressource », et cette phrase où l'invasion de 1814 passe sans être nommée — « Dans Celui où nous nous trouvons il faut plus de mistère pour respirer en liberté ». Elle est signée d'un paraphe sans lettre lisible. Son intérêt pour cette lecture est entier et indirect : c'est sur sa couverture, et après elle, qu'on a écrit la seule formule du volume.

Ce que les transcriptions laissent en suspens

6–42Ce qui suit n'est pas une liste des mots douteux — la transcription les porte tous — mais des seuls points dont dépend quelque chose de ce qui précède.

Notes

  1. Vue 1, plat supérieur ; vue 2, contre-plat et l'étiquette de cote ; vue 3, les fiches collées sur la garde, « Volume de 32 feuillets, 15 Mars 1875 » ; vue 4, une table du contenu au crayon d'une main de catalogueur ; vues 43 et 44, gardes blanches et plat inférieur. Rien de tout cela n'est transcrit, et rien n'en est de la main d'aucun des correspondants.
  2. Le constat est celui de la transcription, au feuillet 1r ; il est répété ici parce qu'il porte sur l'objet et non sur le texte. La datation du catalogue, « XVIIIe siècle », copiée telle quelle en tête de cette lecture, ne convient qu'aux feuillets de Lagrange (1776–1778) et au billet de Lalande (1797) : tout le reste du volume est du XIXe.
  3. Le dernier mot est pris dans le fond du cahier ; la transcription lit « consécu » et supplée le reste. C'est le seul mot supplé de toute la note.
  4. La phrase est plus précise que la formule ne le laisse voir. « Les deux Triangulaires consécutifs » ne sont pas deux triangulaires quelconques qui se suivent : ce sont les deux dont la somme est le carré en question, puisque \(T_{n-1} + T_n = n^2\). La formule fixe lesquels, la phrase ne le fait pas.
  5. La transcription ajoute : « Rien ne rattache cette ligne à l'égalité qui la précède. » La présente lecture n'en rattache pas davantage, et ce qui suit est un constat, non une reconstruction.
  6. Ce qui trancherait : une comparaison des quinze mots avec un corpus daté de sa main — les brouillons de Français 9118, par exemple — sur les lettres que la note contient en propre, le \(q\) de « quarré », le \(T\) majuscule de « Triangulaires », le \(C\) de « consécutifs ». La présente lecture ne dispose que des transcriptions, et une transcription ne conserve pas la forme des lettres.
  7. C'est aussi ce que fait la transcription, qui écrit en note, au feuillet 4r : « le mémoire est vraisemblablement les “Recherches sur la théorie des surfaces élastiques”, parues en 1821 ; le rapprochement est celui de la présente lecture et non du document ». Les deux lectures, indépendamment, s'arrêtent au même point.
  8. Ce qui trancherait est hors du volume : le texte du mémoire que Delambre accuse réception, qui n'y est pas. Le rapprochement est donné ici parce qu'un lecteur le fera de toute façon, et qu'il vaut mieux qu'il le lise annoncé comme conjecture.
  9. Sur la datation de ce billet, voir plus bas : les feuillets d'adresse et la santé de sa mère le placent entre 1820 et 1823.
  10. Les noms sont postérieurs aux feuillets : « plaque de Kirchhoff–Love » renvoie à Kirchhoff (1850) et à Love (1888), et le module de rigidité \(D\) sous la forme écrite ici, avec le coefficient de Poisson \(\nu\), appartient à la seconde moitié du siècle. Ni Navier ni Germain n'écrivent \(\Delta^2\) ; ce que Navier écrit est une équation du quatrième ordre en coordonnées cartésiennes, et la forme compacte est une commodité de notation moderne, non une découverte qu'on leur prête.
  11. Elle se pose ailleurs, et le volume Français 9118 en porte la trace. Le renvoi est fait ici pour marquer la limite de ce que NAF 4073 établit, non pour importer une conclusion : rien de ce qui suit dans cette lecture ne s'appuie sur un feuillet qui n'est pas dans ce volume.
  12. Le nom de Cauchy–Lipschitz est ici anachronique de peu : le théorème d'existence et d'unicité sous condition de Lipschitz est de Cauchy, dans les années 1820, et Lipschitz l'affine en 1876. Pour les seules équations linéaires, le fait que l'intégrale générale dépende de \(n\) constantes et de \(n\) seulement était su et admis en 1825, ce qui est précisément ce qui rend l'annonce de Libri remarquable.
  13. Cette équation est celle de Cattaneo (1948) et Vernotte (1958) ; elle est citée ici pour dire précisément où gît la difficulté que la lettre de 1825 ne mentionne pas, et non pour suggérer que Libri en disposait. Il ne pouvait pas en disposer.
  14. Les deux mots soulignés sont donnés par la transcription comme d'une lecture douteuse, et la construction de la phrase n'a pas pu y être rétablie. Le sens général — une recommandation transmise par elle, que Libri a lui aussi demandée par lettre — ne dépend d'aucun des deux mots.
  15. La date à laquelle Gauss a appris son nom n'est pas dans ce volume, et cette lecture ne l'y fait pas entrer : elle relève de l'épisode Pernety, pendant l'occupation de Brunswick, dont les traces sont ailleurs. Ce que NAF 4073 établit, tout seul, est qu'en mai 1810 Gauss la nomme spontanément à Delambre comme la personne à qui confier ce choix.
  16. C'est le seul point où cette lecture corrige la transcription, et elle le corrige sur un raisonnement, non sur une lecture : le feuillet dit ce que la transcription dit qu'il dit. La remarque vaut d'être faite parce que l'argument d'accord, s'il était laissé tel quel, donnerait à la lecture « 17 » un appui qu'elle n'a pas.
  17. Le calcul est celui de cette lecture. Il suppose la concordance usuelle du calendrier républicain (1er vendémiaire de l'an IV \(=\) 23 septembre 1795, de l'an X \(=\) 23 septembre 1801), et il a été mené sur les quatorze années I à XIV. Il suppose aussi que la transcription a bien lu « germinal » et « mercredi », ce que rien ici ne permet de contrôler. Ce qui trancherait entre les deux dates : l'adresse au dos du billet, qui porte « Mademoiselle Sophie Germain / Paris » et aucune rue.
  18. La transcription le note déjà : « Elle n'est pas adressée à Sophie Germain. » On le répète parce que la reliure, elle, les présente au milieu de sa correspondance, et qu'un catalogue qui date le volume du XVIIIe siècle le doit sans doute à ces trois feuillets.
  19. Les rapprochements du dernier paragraphe — le jubilé de Saint-Pétersbourg, l'affaire Denina, l'entrée en Bohême — sont ceux de cette lecture. Ils reposent sur des faits extérieurs au volume et vérifiables ailleurs, et non sur une pièce du volume ; c'est pourquoi ils sont donnés comme une datation par le contenu, qu'une collation avec la correspondance imprimée de Lagrange confirmerait ou renverserait en une heure. Cette lecture n'a consulté aucune édition.
  20. La transcription signale l'orthographe et note qu'elle ne se rencontre nulle part ailleurs dans le volume, ce qui est vrai puisque le nom n'y paraît qu'une fois. La lettre est antérieure de trois semaines à l'arrestation de Galois, le 10 mai 1831 : la précision est de cette lecture et n'est pas dans le feuillet.
  21. Delambre, en juillet 1821, hésite : « N°. 47 ou 41 ». Les autres couvertures donnent 41, et la transcription marque le chiffre comme douteux sur trois d'entre elles, le 4 et le 1 étant ligaturés et pouvant se lire « 4 » seul.
  22. La borne se resserre à septembre 1820 si l'on admet que le feuillet d'adresse 7v est la couverture de la lettre de Fourier du 29 septembre 1820, ce que l'ordre du montage indique et ce que la transcription affirme dans son en-tête. Cette lecture ne s'appuie que sur la borne large, qui ne dépend d'aucune attribution de couverture : la lettre de Delambre du 21 juillet 1821 est datée sur elle-même.
  23. La date de 1823 est donnée par la transcription en note, comme un fait extérieur au feuillet ; elle n'est écrite nulle part dans le volume. Toute la borne supérieure en dépend, et cette lecture la signale plutôt que de la faire passer pour une lecture.