Mary Somerville née Fairfax était une écrivaine scientifique et une polymathémonde écossaise. Elle a étudié les mathématiques et l'astronomie, et a été nominée pour être conjointement la première femme membre de la Royal Astronomical Society en même temps que Caroline Herschel. Le mot « scientifique » a été inventé pour elle.
Lorsque John Stuart Mill, le philosophe et économiste, a organisé une énorme pétition au Parlement pour donner aux femmes le droit de vote, il a fait en sorte que Somerville soit la première à signer la pétition.
À sa mort en 1872, le Morning Post a déclaré dans son nécrologie que « Quelle que soit la difficulté que nous aurions pu éprouver au milieu du dix-neuvième siècle en choisissant un roi de la science, il ne pouvait y avoir aucune question quant à la reine de la science ».
Somerville College, un collège de l'Université d'Oxford, porte son nom, reflétant les vertus du libéralisme et de la réussite académique que le collège souhaitait incarner. Elle figure au recto du billet polymère de 10 livres de la Royal Bank of Scotland lancé en 2017, accompagné d'une citation de son ouvrage The Connection of the Physical Sciences.
Premiers pas et éducation
Somerville était la fille du Vice-Amiral Sir William George Fairfax, issu d'une famille distinguée de Fairfax, et elle était liée à plusieurs grandes maisons écossaises par sa mère, la deuxième épouse de l'amiral, Margaret Charters, fille de Samuel Charters, un avoué.
Elle est née au presbytère de Jedburgh, dans les Borders, qui était la maison de sa tante maternelle, épouse du Dr Thomas Somerville 1741–1830, auteur de My Own Life and Times. Sa maison d'enfance était à Burntisland, Fife. Elle était la deuxième de quatre enfants survivants ; trois de ses frères et sœurs étaient morts en bas âge. Elle était particulièrement proche de son frère aîné Sam. La famille vivait dans une gentille pauvreté car la solde navale de son père restait maigre alors qu'il montait en grade. Sa mère complétait le revenu du ménage en cultivant des légumes, en entretenant un verger et en élevant des vaches pour le lait. Sa mère lui a appris à lire la Bible et les catéchismes calvinistes, et quand elle n'était pas occupée par les tâches ménagères, Mary errait parmi les oiseaux et les fleurs du jardin. Dans son autobiographie, Somerville se souvient que après son retour de la mer, son père a dit à sa mère « Cette vie ne convient jamais, Mary doit au moins savoir comment écrire et tenir les comptes ». Ainsi, la jeune fille de 10 ans a été envoyée pour une année de cours à un pensionnat coûteux à Musselburgh. Somerville a appris les principes élémentaires de l'écriture, les rudiments du français et la grammaire anglaise. À son retour à la maison, elle :
...n'était plus amusée dans les jardins, mais errait dans la campagne. Quand la marée était basse, je passais des heures sur le sable, regardant les étoiles de mer et les oursins, ou observant les enfants creuser pour les anguilles des sables, les palourdes, et les poissons rasoirs qui jaillissent. J'ai constitué des collections de coquillages, comme ceux qui s'échouaient sur le rivage, certains si petits qu'ils ressemblaient à des points blancs dans des bandes de sable noir. Il y avait un petit quai sur le sable pour l'expédition de calcaire provenant des mines de charbon à l'intérieur des terres. J'ai été surprise de voir la surface de ces blocs de pierre couverts de magnifiques impressions de ce qui semblait être des feuilles ; comment elles y étaient arrivées, je ne pouvais pas l'imaginer, mais j'ai ramassé les morceaux cassés, et même de grandes pièces, et les ai apportés à mon dépôt.
Sa collection de coquillages a été donnée à Somerville College, Oxford par ses descendants.
Par mauvais temps, elle s'occupait en lisant les livres de la bibliothèque de son père, notamment Shakespeare, et en accomplissant ses « devoirs domestiques ». Plus tard dans la vie, elle se souvenait « Ceux-ci occupaient une grande partie de mon temps ; de plus, je devais montrer mon ouvrage, brodant l'alphabet de A à Z, ainsi que les dix chiffres, sur toile ». Sa tante Janet est venue vivre avec la famille et aurait dit à sa mère « Je m'étonne que vous laissiez Mary perdre son temps à lire, elle ne montre jamais plus que si elle était un homme ». En conséquence, Mary a été envoyée à l'école du village pour apprendre les travaux d'aiguille simples. La jeune fille « était ennuyée que mon goût pour la lecture soit tellement désapprouvé, et pensait que c'était injuste que les femmes aient reçu un désir de connaissance si c'était mal de l'acquérir ». Le maître d'école du village venait à la maison plusieurs soirs par semaine pour enseigner à Mary. Il lui a appris comment utiliser les deux petits globes de la maison. Dans ses Personal Recollections, Mary note qu'à l'école du village, les garçons apprenaient le latin, « mais on pensait que c'était suffisant pour les filles de pouvoir lire la Bible ; très peu apprenaient même l'écriture ».
Quand Mary avait 13 ans, sa mère l'a envoyée à une école d'écriture à Édimbourg pendant les mois d'hiver, où elle a amélioré ses compétences en écriture et étudié les règles communes de l'arithmétique. De retour à Burntisland, elle s'est enseignée elle-même le latin suffisant pour lire les livres de la bibliothèque familiale. En visitant sa tante à Jedburgh, elle a rencontré son oncle Dr Thomas Somerville et a rassemblé le courage de lui dire qu'elle avait essayé d'apprendre le latin. Dr Somerville l'a assurée que dans l'antiquité, de nombreuses femmes avaient été des savantes très élégantes, et a procédé à lui enseigner le latin en lisant Virgile avec elle. En visitant un autre oncle, William Charters, à Édimbourg, Mary a été envoyée à l'école de danse de Strange, où elle a appris les bonnes manières et comment faire une révérence. Elle a également accompagné son oncle et sa tante lors de leurs visites à la famille Lyell à Kinnordy ; Charles Lyell deviendrait un géologue célèbre et un ami de Mary.
Concernant les bouleversements politiques de l'époque et la Révolution française, elle a écrit plus tard que son père était un Tory et que « l'abus injuste et exagéré du parti libéral m'a rendue libérale. Dès mes premières années, mon esprit s'est révolté contre l'oppression et la tyrannie, et j'ai ressenti l'injustice du monde de refuser tous ces privilèges d'éducation à mon sexe qui étaient si généreusement accordés aux hommes ». Mary et son frère aîné Sam refusaient de prendre du sucre dans leur thé, en protestation contre l'institution de l'esclavage. Somerville a affirmé que ses opinions libérales religieuses et politiques sont restées inchangées tout au long de sa vie, mais qu'elle n'a jamais été républicaine.
En accompagnant son oncle et sa tante à Burntisland pendant l'été, elle avait accès à des livres élémentaires sur l'algèbre et la géométrie. Elle a passé l'été à apprendre à jouer du piano et à apprendre le grec pour pouvoir lire Xénophon et Hérodote. De retour à Édimbourg, elle a été autorisée à assister à l'académie Alexander Nasmyth, qui s'était ouverte aux dames. Nasmyth a conseillé à une autre étudiante d'étudier les Éléments d'Euclide pour acquérir une base en perspective, astronomie et sciences mécaniques. Somerville a repéré l'opportunité, car elle pensait que le livre l'aiderait à comprendre Navigations de John Robertson.
Elle a continué à jouer le rôle traditionnel de la fille d'une famille bien connectée, en fréquentant des événements sociaux et en maintenant une manière douce et polie – elle a été surnommée « la Rose de Jedburgh » parmi les élites sociales d'Édimbourg. De retour à Burntisland, un jeune tuteur venait vivre avec la famille pour éduquer son frère cadet Henry. M. Craw était un érudit du grec et du latin, et Somerville lui a demandé d'acheter des livres élémentaires sur l'algèbre et la géométrie pour elle. Il a présenté à Somerville les Éléments d'Euclide et l'Algèbre de John Bonnycastle. Somerville se levait tôt pour jouer du piano, peignait pendant la journée, et veillait tard pour étudier Euclide et l'algèbre. Quand l'ami de la famille, Lord Balmuto, l'a invitée à visiter sa famille, Somerville a vu pour la première fois un laboratoire. Elle a aussi passé du temps avec la famille Oswalds à Dunnikeir. Somerville a été impressionnée par leur fille Elizabeth Oswald, une cavalière audacieuse qui devint une savante en grec et en latin et qui épousera Thomas Bruce, 7e comte d'Elgin.
Les hivers étaient généralement passés à Édimbourg, et sous les soins de Lady Burchan, elle a fait sa première apparition à un bal, son premier partenaire de danse étant le comte de Minto. À l'automne suivant de 1797, son père a été impliqué dans une mutinerie en servant comme capitaine de pavillon sous l'Amiral Duncan sur le HMS Venerable, mais la Bataille de Camperdown contre la flotte hollandaise a été remportée. Son père a été anobli et fait Colonel des Marines. Son frère aîné est décédé à l'âge de 21 ans à Calcutta en servant dans la service militaire de la Compagnie britannique des Indes. La famille avait l'espoir qu'il ferait une fortune suffisante en quelques années pour lui permettre de revenir à la maison.
Mariage et études
En 1804, elle a rencontré son premier mari, son cousin lointain, le Lieutenant Samuel Greig, fils de l'Amiral Samuel Greig, quand il est venu en visite. Il était commissaire de la marine russe et consul russe pour la Grande-Bretagne. Ils se sont mariés et ont eu deux enfants, dont l'un, Woronzow Greig, deviendrait un avocat et un scientifique. Ils ont vécu à Londres, mais ce n'était pas une période heureuse pour Somerville. Bien qu'elle puisse étudier, son mari ne pensait pas grand-chose de la capacité des femmes à poursuivre des intérêts académiques. En effet, Greig « possédait pleinement le préjugé contre les femmes savantes qui était courant à l'époque ». Somerville a suivi des cours de français. À la mort de son mari en 1807, alors qu'elle allaitait encore leur plus jeune enfant, elle est retournée en Écosse.
De retour en Écosse, elle a repris ses études mathématiques. À cette époque, elle avait étudié la trigonométrie plane et sphérique, les sections coniques et l'Astronomie de James Ferguson. Maintenant elle lut pour la première fois les Principia d'Isaac Newton, qu'elle continua à étudier. Son héritage de Greig lui a donné la liberté de poursuivre ses intérêts intellectuels. John Playfair, professeur de philosophie naturelle à l'Université d'Édimbourg, a encouragé ses études, et par son intermédiaire, elle a commencé une correspondance avec William Wallace, avec qui elle a discuté de problèmes mathématiques. Elle a commencé à résoudre des problèmes mathématiques proposés dans le journal mathématique du Military College à Marlow et elle s'est finalement fait un nom en résolvant un problème diophantien pour lequel elle a reçu une médaille d'argent en 1811. Somerville a eu cinq solutions publiées dans les volumes 3 et 4 du Mathematical Repository sous le pseudonyme « A Lady » ; deux de ces solutions ont démontré son adoption précoce du calcul différentiel, et donc sa contribution à la circulation et la visibilité de ces mathématiques en Grande-Bretagne du début du 19e siècle.
Wallace lui a suggéré d'étudier les écrits du mathématicien français Pierre-Simon Laplace, qui résumaient la théorie de la gravité et rassemblaient les résultats mathématiques qui avaient été établis dans les 50 ans depuis la publication de Principia. Elle a dit que l'étude de l'ouvrage de Laplace lui a donné la confiance pour persévérer dans ses études mathématiques. Somerville a étendu ses études à l'astronomie, la chimie, la géographie, la microscopie, l'électricité et le magnétisme. À l'âge de 33 ans, elle s'est acheté une bibliothèque de livres scientifiques. Ceux-ci comprenaient : Elements of Mechanics de Louis-Benjamin Francœur, Algebra and Calculus Treatise de Sylvestre François Lacroix, Analytical Geometry and Astronomy de Jean-Baptiste Biot, Treatise on Mechanics de Siméon Denis Poisson, Theory of Analytical Functions de Joseph-Louis Lagrange, Elements of Algebra and Isoperimetrical Problems de Leonhard Euler, Figure of the Earth d'Alexis Clairaut, Application of Analysis to Geometry de Gaspard Monge, et Logarithmus de François Callet.
Dans ses Personal Recollections, Somerville a exprimé l'opinion que à l'époque, la science mathématique était à un bas niveau en Grande-Bretagne, car le respect pour Newton avait empêché les scientifiques locaux d'adopter le calcul, tandis qu'en dehors de la Grande-Bretagne, la science astronomique et mécanique avait atteint un haut degré de perfection. À son avis, cette impasse n'a été brisée que lorsque en 1816 Charles Babbage, John Herschel et George Peacock ont publié une traduction du français des cours de Lacroix, qui était à l'époque le manuel de calcul le plus avancé.
Tout en séjournant avec sa famille en Écosse, Somerville a fait connaissance avec plusieurs figures intellectuelles éminentes, notamment Henry Brougham. En 1812, elle a épousé un autre cousin, le Dr William Somerville 1771–1860, inspecteur du Army Medical Board, qui a encouragé et grandement aidé ses études des sciences physiques. Son mari a été élu à la Royal Society et ensemble ils se sont déplacés dans les cercles sociaux les plus éminents de l'époque. Outre les scientifiques, elle était bien connue des écrivains et artistes éminents, par exemple J.M.W. Turner. La famille de son mari était voisine de l'écrivain Walter Scott. Elle a écrit « Je n'oublierai jamais le charme de cette petite société, en particulier les soupers à Abbotsford, quand Scott était de la plus grande gaieté, racontant des histoires amusantes, des légendes anciennes, des histoires de fantômes et de sorcières ». Dans son deuxième mariage, Somerville a eu quatre enfants.
En 1819, son mari a été nommé médecin du Chelsea Hospital et la famille a déménagé à Hanover Square dans une maison gouvernementale à Chelsea. Somerville était une amie d'Anne Isabella Milbanke, Baroness Wentworth, et était tutrice en mathématiques pour sa fille, Ada Lovelace. Avec Somerville, Ada a assisté aux rassemblements scientifiques où elle a rencontré Cha
