Das Hirn heißt im Französischen cerveau mit einem phonetischen o, das Kleinhirn hingegen cervelet. Wie kam es zu diesem Kontrast?
Das ist eine etwas verwickelte Angelegenheit.
Das lateinische zwischenvokalische /l/ und /ll/ ist im Französischen normalerweise erhalten, vgl. tel=ein solcher < TALE, cheval < CABALLU. Auch in bel=schön < BELLU, aber nur in der sog. Liaison 1), sonst bekanntlich beau [bo].
Woher kommt nun dieses /o/?
In vorkonsonantischer Stellung wurde das /l/ im Altfranzösischen velarisiert zu ł ("dickes" l wie in englisch ball). Vulgärlat. *BELLOS=Mask. Plural ergab daher afrz. bels > bełs. Zwischen dem e und dem ł stellte sich eine Art ˈGleitlautˈ ein, *béałs. Anschliessend entwickelte sich das ł weiter zu u̯, und es entstand ein Triphthong, altfranzösisch béaus, betont auf dem e. Der Ton wurde dann auf das au verlagert, also beáus, woraus in einem jahrhundertelangen Prozess der Triphthong wieder zum Diphthong wurde, also eó, i̯o. Erst im 17. Jh. resultierte daraus ein Monophthong, also [bo], geschrieben beaux.
Die Lautung mit /o/ wurde dann analogisch auch auf den Singular ausgedehnt, also beau [bo] statt bel, welches nur noch in der Liaison überlebte.
Beim lat. CEREBELLU passierte genau dies. Aus dem Plural cerveaux [sɛrvo] 2) < CEREBELLOS abstrahierte man einen neuen Sinɡular cerveau [sɛrvo] anstelle des "regulären" cervel.
Frz. cervelet=Kleinhirn ist nun dieses alte cervel mit Diminutivsuffix -et. Zwischenvokalisches /l/ blieb bis heute allgemein erhalten.
Das sehr viel "konservativere" Italienische bietet hier keinerlei Probleme, vgl. cervello=Hirn, cervelletto=Kleinhirn.
PS Beim völlig analogen Wort château, Plural châteaux < CASTELLU, CASTELLOS ist die ursprüngliche Singularform in Ortsnamen noch erhalten, vgl. Neuchâtel (Neuenburg), Châtel-Saint-Denis (beide in der Westschweiz). Vgl. auch neuenglisch castle < anglonormannisch castel (altfranzösisch chastel).
Vgl. un bel enfant, aber l'enfant est beau.
Altfranzösisch cerveaus, Singular cervel.