La Révolution Scientifique : De Galilée à Newton

Science Médiévale vs. Science Moderne

Science Médiévale (Aristotélicienne)

• Aristote
• Cosmos clos (Tancat)
• Géocentrisme
• Fondement religieux et autoritaire
• Approche qualitative

Science Moderne (Révolution Scientifique)

• Copernic, Galilée, Newton
• Univers ouvert
• Héliocentrisme
• Science basée sur la quantité et les observations mécaniques

La Révolution Scientifique : Définition et Période

Lorsque l'on parle de «révolution scientifique», on fait principalement référence aux travaux de Galilée et de Newton.

Le terme «révolution scientifique» est considéré comme définitivement enraciné dans l'historiographie moderne à partir de 1954. Il se réfère à une période passionnante pour la science, s'étendant de la première moitié du XVIe siècle jusqu'à la fin du XVIIe siècle, où l'on observe une révolution majeure en physique et en astronomie. Cette période devrait être prolongée jusqu'au XVIIIe siècle, car la chimie, la biologie et la géologie ont connu leur propre révolution un peu plus tardivement.

Rôles de Galilée et Newton

De nombreux historiens des sciences insistent sur le rôle important de Galileo Galilei, qui a porté un coup fatal à une tradition de plus de 2000 ans fondée sur l'autorité d'Aristote. Cependant, Isaac Newton a approfondi le travail scientifique de l'Italien et l'a complété en mécanique, en établissant un nouvel ensemble de lois universelles. Il a réalisé une grande systématisation des principes fondamentaux qui ont conduit à l'effondrement de la physique aristotélicienne.

D'un point de vue méthodologique :

• Galilée a conçu une méthode de recherche fructueuse, connue sous le nom de méthode expérimentale de Galilée.
• Newton a conçu la méthode vera causa, impliquant une avancée significative. La méthode de Newton a non seulement corrigé certaines lacunes de la méthode de Galilée, mais elle a également transcendé le domaine de l'astronomie pour s'appliquer avec succès à des domaines indépendants tels que la géologie et la biologie. Le concept de sélection naturelle, inspiré par Charles Darwin, en est un exemple lointain.

La Mécanique Galiléenne : Le Bourreau d'Aristote

L'approche Aristotélicienne du Mouvement

Les historiens des sciences affirment que Galilée fut le premier à étudier la mécanique sans présupposés et totalement en dehors des régimes aristotéliciens.

Aristote abordait le problème du mouvement (ou changement) d'une manière qualitative. Pour comprendre cela, il faut se souvenir qu'il a développé une double ontologie :

1. La région supralunaire : Composée du cinquième élément, l'éther, elle est immuable.
2. La région terrestre : Elle contient une matière universelle, ou matière première, capable d'adopter différentes formes (les choses qui nous entourent). Ces formes peuvent changer grâce à l'intervention de quatre qualités de base : le froid, le chaud, le sec et l'humide. Contrairement à la région supralunaire, cette région est soumise à des changements continuels, des transformations et du mouvement, où les formes (potentielles) constituent la matière (actualisée).

Le terme «mouvement» pour Aristote signifie changement, une transformation.

Les Deux Types de Mouvement selon Aristote

1. Le mouvement violent : C'est le mouvement qui oblige le corps à quitter sa place naturelle ou à se déplacer dans une direction autre que verticale. Il nécessite un moteur (cause externe) qui est en contact permanent avec le mobile. Une fois le contact perdu, le mobile cesse son mouvement.
2. Le mouvement naturel : C'est la tendance de tous les corps à occuper leur place naturelle. Il est identifié à la chute des corps.

Galilée a réfuté l'explication aristotélicienne du mouvement naturel, notamment lors de la démonstration (souvent considérée comme histrionique) de la Tour de Pise, qui a finalement mené à la loi de la chute des corps.

L'alternative galiléenne fut d'utiliser le principe hydrostatique d'Archimède comme modèle pour combiner les facteurs dynamiques du mouvement. La conclusion finale est que les corps homogènes tombent à la même vitesse, car les différences de gravité (liées aux volumes) sont compensées par la force en stricte relation avec ces volumes. C'est dans ce cadre théorique, présenté dans les Discorsi de Galilée, que sont posées les fondations de la nouvelle mécanique.

La Loi de la Chute des Corps (Galilée)

Galilée remet en question l'explication aristotélicienne de la chute libre des corps et présente la loi de la chute des corps, considérée comme la première loi de la physique classique. Cependant, l'explication du «pourquoi» les corps tombent devra attendre Newton. Cette loi contient des raisons impérieuses de considérer Galilée comme le père de la science classique :

• Pour la première fois, le mouvement est le résultat d'une force qui est complètement intrinsèque au mobile. Ce mouvement ne nécessite plus une cause externe pour le maintenir; il persiste de lui-même et peut se poursuivre indéfiniment dans l'espace galiléen géométrisé. C'est le chemin vers le principe d'inertie, même si Galilée n'y parvient pas complètement.
• La vitesse d'un corps grave en chute, partant du repos, n'est pas uniforme, mais continuellement accélérée et soumise à la loi des nombres. La vitesse augmente avec le temps, et non avec la distance parcourue.