Мерсенн начинал свою деятельность с теологических сочинений, но постепенно в центре его интересов оказались и сугубо научные проблемы, привлекаемые для целей религиозной апологетики. Ортодоксальное понятие чуда было скомпрометировано магическим натурализмом Возрождения, нездоровой атмосферой “колдовских процессов” и подобными явлениями, которые саму природу представляли кладезем всевозможных чудес. Чтобы не обесценивать идею чуда в христианском учении, следует, по мысли Мерсенна, лишить природу презумпции чудеснообразности и магичности. Путь для этого он выбирает весьма своеобразный, соответствующий его естественной склонности к положительной науке и одновременно духу времени: надо, считает Мерсенн, показать, что природа всего навсего подчиняется строго позитивным, механическим законам. Это субъективное стремление объединить и уравновесить естественнонаучное знание и религиозную веру невольно приводило его к объективной тенденции создания позитивной науки как самостоятельного средства, независимого от любых метафизических теорий. Сосредоточенность науки на видимости и ясных доказательствах делает ее более приятной и родственной уму. Позитивное знание в апологетике Мерсенна постепенно выдвигается в качестве решающего доказательства и незаметно отодвигает на задний план мистический элемент, живую религиозную веру, делая их схематичными и даже более того – зависимыми от науки: религиозные проблемы начинают ставиться в научных терминах. По мнению современного историка науки, “это смирение перед видимостью, столь характерное для научного умонастроения, достаточно ново в апологетической литературе. Только личной набожностью Мерсенна можно объяснить спокойное непонимание того, что он предвещал эпоху, в которую инженер станет святым нового общества…
Мерсенн превзошел самого себя и сделал невероятный фокус, трактуя Евангелие как сборник физических проблем!”.
Чаемого Мерсенном равновесия не получалось, экспериментальное естествознание все плотнее заполняло круг его интересов, становилось подлинной страстью. Интересы эти были чрезвычайно многообразны и сопрягали в себе различные отрасли науки. В его трудах можно встретить сочинения о конических сечениях и квадратных корнях, о реках Франции и проблемах наследственности, проекты акустического телеграфа и подводной лодки. Он впервые дал определение скорости звука, изучал движение жидкостей и законы качания маятника, разрабатывал теорию музыки.
Но Мерсенн известен прежде всего не своими открытиями и многочисленными исследованиями. По замечанию Блеза Паскаля, монах ордена миноритов имел уникальный талант ставить новые научные проблемы, а не разрешать их. Именно этот талант и обусловил его миссию посредника в кругу самых знаменитых ученых Европы, с которыми он знакомился, путешествуя по Франции, Голландии, Италии и другим странам. “Подлинным центром французской науки, – пишет историк естествознания Джон Бернал, – была, вплоть до его смерти в 1648 году, келья францисканского монаха Мерсенна, который сам был незаурядным ученым. Он неустанно вел переписку, будучи своего рода главным почтамтом для всех ученых Европы, начиная с Галилея и кончая Гоббсом”. Переписка заменяет в это время научные журналы, которые появятся позже.
Немало сделал Мерсенн и как популяризатор науки. Чтобы широкой публике были более понятными научные сочинения, он одним из первых (ранее Галилея) стал использовать в них жанр диалога, сочетать обучение с наставлением. Мерсенн перевел на французский также ряд сочинений древних авторов, содействовал изданию работ Декарта, пропагандировал во Франции запрещенное Ватиканом учение Галилея. Трудно было найти человека более любознательного и более пылкого в деле проникновения в секреты природы и совершенствования естествознания, чем отец Мерсенн. И, умирая, он совершил последний акт для прогресса наук – просил хирургов вскрыть его тело после смерти и пристально исследовать причины болезни. С 1635 года в его келье происходят еженедельные собрания физиков и математиков, которые посещают многие известные в ученом мире люди. Когда, например, Декарт приезжал из Голландии или Гоббс из Англии, они обязательно приходили сюда. Постоянными участниками этих собраний становятся и Этьен Паскаль (ему Мерсенн посвятил одно из своих сочинений, в котором хвалит его “очень глубокую эрудицию во всех сферах математики”) с сыном. Ядро кружка составляют еще несколько человек, среди которых особо выделяются Роберваль и Дезарг.