Van alle vrouwelijke wetenschappers uit de vroege achttiende eeuw is Émilie du Châtelet (1706-1749) waarschijnlijk de bekendste. Haar leven spreekt tot de verbeelding. Du Châtelet was mooi, van adel, rijk, eigenzinnig, en een scherpzinnig denker die zich door niemand in een hokje liet zetten. Toen ze in 1749 overleed, liet ze de wereld niet alleen invloedrijke boeken over de natuurwetenschappen na, maar ook heldere ideeën over de wetenschappelijke methode, sprankelende inzichten in de positie van vrouwen in de wetenschap, en de eerste formulering van de wet van behoud van bewegingsenergie.
Schatrijk, adellijk en razendslim
Du Châtelet werd in 1706 in Parijs geboren als enige dochter, naast vijf broers, in het gezin Le Tonnelier de Breteuil dat tot de lagere Franse adel behoorde. Haar schatrijke ouders huurden privédocenten in die haar leerden schermen, paardrijden en klavecimbel spelen en die haar Grieks, Latijn, Italiaans en Engels bijbrachten. Van meet af aan was de razend intelligente Du Châtelet bovendien gegrepen door de lessen in wiskunde en natuurwetenschappen.
Maar al mocht Émilie meer leren dan andere meisjes uit haar kringen, toch werd óók van haar verwacht dat zij met een goede partij zou trouwen. Op haar negentiende werd zij uitgehuwelijkt aan de tien jaar oudere Florent-Claude du Chastellet-Lomont. Het was een verstandshuwelijk waarbij familiebelangen een grote rol speelden. De verarmde Du Chastellet-Lomont, die behoorde tot de hoogste en oudste adel van Frankrijk (de noblesse d’épée) was geholpen met het geld van de Le Tonnelier de Breuils. Omgekeerd kregen de tot de lagere noblesse de robe behorende Émilie en haar familie door het huwelijk meer status.
Moeder, markiezin en eigenzinnig
Als markiezin stortte Émilie Du Chastellet zich in het mondaine leven van de hoogste kringen. Bovendien baarde ze, zoals van haar werd verwacht, drie kinderen. Een dochter, Françoise Gabrielle Pauline, in 1726. Een zoon, Louis Marie Florent, in 1727. En daarna in 1733 nog een zoontje, Victor Esprit, dat maar één jaar oud zou worden.
Tegen die tijd had de 26-jarige Du Chastellet al met haar man onderhandeld over hun verdere huwelijk. Nu zij aan haar huwelijkse plichten had voldaan, zouden ze elkaar voortaan vrijlaten op het gebied van relaties en bezigheden.
Verloren tijd en een nieuw leven
Daarmee begon in 1733 Du Chastellet’s nieuwe, natuurwetenschappelijke en intellectuele leven. In dat jaar kreeg zij een verhouding met de beroemde filosoof en schrijver Voltaire (pseudoniem van François Marie Arouet; 1694-1778) die net was teruggekeerd uit Londen. Samen bezochten ze de opera, het theater en de salons. Maar Voltaire, die in Engeland met het werk van de (natuur)filosofen Newton, Bacon en Locke had kennisgemaakt, introduceerde Du Châtelet bovendien bij bevriende natuurwetenschappers. (En paste de spelling van haar achternaam aan tot Du Châtelet).
“Het toeval liet me kennismaken met schrijvers en denkers die vriendschap voor me opvatten en met opperste verbazing merkte ik dat ze daar werk van maakten”, schreef Du Châtelet een paar jaar later over deze periode.i Zij deed dat in het voorwoord bij haar hertaling en herinterpretatie van Fable of the bees van de Brits-Nederlandse sociaal-filosoof Bernard Mandeville en zij betreurde daarin ook dat ze zoveel tijd verloren had: “[de gedachte dat ik een denkend wezen ben] heb ik pas serieus genomen toen ik al een leeftijd had waarop je nog wel verstandig kunt worden maar geen talenten meer kan verwerven.”ii
Inhaalslag
Met wis- en natuurkundelessen van natuurwetenschapper Pierre Louis Moreau de Maupertuis en van de jonge wiskundige en geofysicus Alexis Clairaut haalde ze de schade zoveel mogelijk in. De lessen staakten toen Clairaut en Maupertuis in 1736 met een Franse expeditie naar Lapland trokken om de kromming van het aardoppervlak te bepalen.
Tegen die tijd hadden Du Châtelet en Voltaire zich al teruggetrokken op het landgoed van de familie Chastellet-de Lomont in Cirey-sur-Blaise dat ze opknapten en uitbreidden met het geld van Du Châtelet. Samen legden ze er een bibliotheek aan met 21.000 boeken, deden experimenten en ontvingen bevriende natuurwetenschappers en filosofen – alles in vriendschap met Du Châtelets echtgenoot.
Natuurlijk beïnvloedden ze elkaar. Du Châtelets werk aan La fable des abeilles hielp Voltaire om zijn ideeën over Verlichting en vooruitgang te ontwikkelen en te verfijnen. En in het voorwoord van zijn Éléments de la philosophie de Newton prijst Voltaire haar uitvoerig. “[…] uw werk [ heeft] een vlucht genomen die ik niet meer kan volgen. (…) Ik kom met eenvoudige Éléments bij iemand die tot alle diepten van de hogere meetkunde is doorgedrongen, en die als enige onder ons de grote Newton heeft vertaald en becommentarieerd,” schreef hij bij de derde druk, uit 1748, toen Du Châtelet druk bezig was Newtons beroemde Principia te vertalen.iii
‘Newton’ in Cirey
Die vertaling van Newtons Principia van het Latijn naar het Frans is waarschijnlijk Du Châtelets beroemdste werk. Het was een formidabele klus. Niet alleen omdat Newtons ideeën origineel en nieuw waren, maar ook omdat zijn bewegingswetten en zijn zwaartekrachtswet nog niet in handzame wiskundige formules waren samengevat. In plaats daarvan gebruikte Newton bijna louter woorden. Wat Du Châtelets werk daarnaast ijzersterk maakte, is dat zij Newtons inzichten becommentarieerde, verhelderde met voorbeelden, en dat zij beschrijvingen gaf van experimenten en waarnemingen die Newtons wetten bevestigden. Een voorbeeld daarvan zijn de meetgegevens die Clairaut en Maupertuis in 1737 van hun expeditie naar Lapland hadden meegebracht.
https://www.kbrading.org/du-chatelet
Magnum opus
Toch is volgens veel fysici het boek Institutions de Physique waaraan zij tussen 1735 en 1742 werkte, haar echte magnum opus. Zij droeg het op aan haar zoon. In het werk gaat zij diep in op bijvoorbeeld de natuurkunde achter hijswerktuigen, katrollen, hefbomen en slingers, en op de ballistiek die de banen van kanonskogels kan beschrijven. Maar minstens zo relevant is de manier waarop Du Châtelet in zeven inleidende hoofdstukken de rol van principes, hypothesen en logisch redeneren in de natuurwetenschap bespreekt.
Du Châtelet vertrekt vanuit het werk van wiskundige en filosoof Gottfried Leibniz en dat van de Duitse filosoof Christian Wolff. Twee principes leggen het fundament onder de natuurwetenschappelijke methodologie, stelt zij. Ten eerste het beginsel van de tegenspraak dat in de wiskunde regeert en dat stelt dat iets niet tegelijk waar en onwaar kan zijn. De natuurkunde, waarin de verschijnselen zich veel rommeliger presenteren dan in de wiskunde, heeft daarnaast het beginsel van de voldoende reden nodig. Dit beginsel stelt dat niets zonder reden gebeurt en dat die reden of oorzaak eenduidig moet verklaren waarom iets gebeurt zoals het gebeurt en niet anders. Kritisch en systematisch brengt Du Châtelet daarna de op deze twee beginselen gebaseerde metafysische aanpak in harmonie met de op waarnemingen, experimenten en wiskunde gebaseerde aanpak van Newton en diens volgers.
Behoud van bewegingsenergie
In de laatste twee hoofdstukken van de Institutions duikt Du Châtelet in een andere kwestie waar destijds hevig over werd gediscussieerd. Welk principe vormde het beste uitgangspunt om beweging te beschrijven en de manier waarop objecten ‘beweging’ aan elkaar konden overdragen door ‘krachten’ op elkaar uit te oefenen? In haar bijdrage aan die discussie werkt ze met het door onder andere Christiaan Huygens en Leibniz uitgewerkte begrip ‘vis viva’ – in formule geschreven als mv2 – dat op een factor 1/2 na overeenkomt met wat we nu ‘bewegingsenergie’ noemen. In een genuanceerde analyse formuleerde ze vervolgens voor het eerst dat die bewegingsenergie behouden blijft. Oftewel, dat tijdens botsingen tussen objecten, of als een springveer wordt ingedrukt en weer losgelaten, die ‘vis viva’ wel kan worden overgedragen of opgeslagen om daarna weer vrij te komen, maar nooit zomaar kan ontstaan of verloren gaan. Toen later in de achttiende eeuw de Zwitserse wiskundige Leonhard Euler en de Frans-Italiaanse wiskundige Joseph-Louis Lagrange elk het idee van het behoud van bewegingsenergie in een breder kader uitwerkten, leek iedereen jammer genoeg te zijn vergeten dat Du Châtelet dit idee in Institutions al had geopperd.
Fatale zwangerschap
In 1748 – toen Voltaire en Du Châtelet van elkaar vervreemd waren geraakt, kreeg zij een affaire met de tien jaar jongere en verder onopmerkelijke dichter Jean-François de Saint-Lambert. Het leidde tot een zwangerschap waarvan zij toen al vermoedde dat die haar op haar leeftijd fataal zou worden. Het werk aan haar vertaling van Newtons Principia was maar krap af toen zij op 4 september 1749 in Lunéville in het kasteel van Stanislaw I Leszczyński, de vader van de Franse koningin, beviel van een dochter, Stanislas-Adelaïde. Een kleine week later kreeg ze koorts en op 10 september 1749 overleed ze in datzelfde kasteel, waar Voltaire en haar echtgenoot bijna niet van haar zijde waren geweken.