Les débuts de la science

Montage préparé par :

André Ross

Professeur de mathématiques

Cégep de Lévis-Lauzon

Aristote

Philosophe grec, né à Stagire en Macédoine en 384 avant J.C. Il entre à l’Académie de Platon en 367 et quitte celle-ci à la mort du Maître.

Il devient précepteur d’Alexandre en 343 à la cour de Philippe II de Macédoine. Après le meurtre de son neveu Callisthène par Alexandre, il quitte la cour de celui-ci et revient à Athènes. Déçu de l’évolution de l’Académie, il fonde sa propre école le Lycée où il enseigne pendant 12 ans.

À la mort d’Alexandre en 323, un fort mouvement anti-macédonien se développe à Athènes et Aristote se réfugie à Chalcis en Eubée où il meurt l’année suivante.

Éléments biographiques

Stagire en Macédoine384 av. J.-C.

Chalcis en Eubée322 av. J.-C.

Carte de la Grèce

Les traités qu’on peut qualifier de « scientifiques » sont les suivants :

1. Les traités de logique ou Organon, comprenant :

a) Les Catégories.b) Les Analytiques.c) Les Topiques.d) La Réfutation des sophis tes.

Traités d’Aristote

2. Les traités de physique, comprenant:a) La Physique (8 livres), traitant du

mouvement.b) De la génération et de la corruption (2

livres), traitant des éléments et de leurs transfor-mations.

c) Du ciel (5 livres), traitant de l’astronomie.

d) Les Météorologiques (4 livres) traitant des phénomènes aériens du monde sublunaire.

Traités d’Aristote

3. Les traités d’histoire naturelle, comprenant:

a) L’histoire des animaux (10 livres).

b) Les parties des animaux (4 vol.).

c) La génération des animaux (5 vol.).

d) De l’Âme.

e) Du mouvement des animaux.

f) Petits traités d’histoire naturelle.

Traités d’Aristote

Une substance première, sous l’influence de quatre qualités fondamentales, le chaud, le froid, le sec et l’humide, donne les quatre éléments d’Empédocle : terre, eau, air et feu. Ces quatre éléments sont tous des aspects de la substance première.

Les quatre qualités fondamentales agissent sur la substance première par combinaisons non contraires. Il y a donc quatre combinaisons possibles de ces qualités, ce qui explique qu’il n’y a que quatre éléments. Ils sont obtenus de la façon suivante:

La physique d’Aristote

•L’eau est due à l’action du froid et de l’humide sur la substance première.

•L’air provient de l’action du chaud et de l’humide.

•La terre est due à l’action du froid et du sec.

•Le feu provient de l’action du chaud et du sec.

Les éléments peuvent se transformer l’un dans l’autre, de manière cyclique (une qualité changeant à la fois).

La physique d’Aristote

Ce schéma était supposé décrire les liens entre les éléments et les qualités et expliquer les transfor-mations d’un élément en un autre.

La physique d’Aristote

•Synthesis : mélange mécanique comme mélanger de la farine et du sucre.

•Mixis : l’analogue de nos combinaisons chimiques, comme mélanger de la farine et de l’eau

•Krasis : l’analogue de nos solutions chimiques, comme mélanger du sucre et de l’eau.

Un cinquième élément (quintessence ou éther) se trouve dans le monde céleste. Chez Platon, il correspond au dodécaèdre

On peut également combiner les quatre éléments fondamentaux de trois façons différentes :

La physique d’Aristote

Selon Aristote, l’univers est constitué de sphères concentriques et divisé en deux parties :

Le monde supra-lunaire•Immuable et parfait, aucun changement aucune altération.

•Lieu des mouvements naturels, nécessairement circulaires puisqu’ils sont infinis.

•Les planètes, le Soleil et la Lune sont sur des sphères qui tournent autour de la Terre.

•Les corps célestes sont parfaits, ce sont donc des sphères lisses.

•Les étoiles sont fixes sur une sphère qui tourne autour de la Terre et entraîne les sphères des planètes dans son mouvement.

•Au-delà de la sphère des fixes, c’est le néant. Il n’y a même pas d’espace.

Cosmogonie d’Aristote

Monde sublunaireLe monde sublunaire est divisé en quatre sphères concentriques, chacune de ces sphères est la place naturelle d’un des quatre éléments fondamentaux :• terre, • eau, • Air,• feu.La Terre est immobile au centre de l’univers puisqu’on ne la sent pas bouger.

Selon Aristote, l’univers est constitué de sphères concentriques et divisé en deux parties :

Cosmogonie d’Aristote

Cosmogonie d’Aristote

Selon Aristote, l’univers est constitué de sphères homo-centriques dont le centre est la Terre.

Cosmogonie d’AristoteLes illustrations que l’on rencontre le plus souvent de l’univers d’Aristote sont bi-dimensionnelles, comme celle ci-contre.

Chez Aristote, la notion de mouvement ou kinesis englobe tout type de changement :

• altération de la substance d’un objet (pourissement);• dilatation et contraction;

•changement de qualité fondamentale (par exemple, le chaud pour le froid ou le sec pour l’humide);

• déplacement, ou phora.

Le mouvement

Parmi ces types de mouvement, le monde céleste, puisqu’il est immuable et parfait, ne connaît que le dernier type de mouvement. De plus, celui-ci est nécessairement circulaire puisqu’il est infini. Le monde supra-lunaire ne connaît donc que le mouvement circulaire uniforme.

Le monde sublunaire, quant à lui, est le lieu de mouvements naturels et de mouvements violents.

La chute d’un corps est un mouvement naturel.

Le mouvement violent est celui dont la cause n’est pas naturelle par exemple, le mouvement d’une pierre qu’on lance, mouvement d’une flèche, d’un javelot.

Le mouvement

Chaque corps du monde sublunaire est constitué des quatre éléments dans des proportions variables. Les caractéristiques du corps dépendent de ces proportions.

Laissé à lui-même, chaque corps tend à occuper la place naturelle de son élément dominant. Cette tendance sera d’autant plus grande que la proportion de son élément dominant sera grande.

Plus un corps est lourd (c’est-à-dire comporte une grande proportion de l’élément terre) plus il tombera rapidement. Les corps lourds sont appelés les graves, d’où vient le mot gravité.

Cause du mouvement naturel

Le mouvement

Un corps comportant une grande proportion de l’élément feu, sera porté à s’élever rapidement (fumée).

Le milieu offre une résistance au mouvement et la vitesse est le rapport du poids divisé par la résistance du milieu.

Remarque :

Cette explication du mouvement ne tient absolument pas compte de l’accélération d’un corps dans sa chute.

Cause du mouvement naturel

Le mouvement

Dans l’univers fermé d’Aristote, le vide est impossible. Il utilise des raisonnements par l’absurde pour démontrer cette impossibilité. Voici ces raisonnements :

Si le vide existait, il n’offrirait aucune résistance au déplacement des corps, ceux-ci devraient se mouvoir à une vitesse infinie, ce qui est impossible à concevoir. Le vide est donc impossible.

Dans un espace vide, il n’y aurait pas de milieu résistant et l’espace agirait de façon égale dans toutes les directions. Un corps tendrait alors à s’y déplacer dans toutes les directions à la fois, ce qui est impossible à concevoir. Le vide est donc impossible.

Impossibilité de l’existence du vide

Dans un espace rempli de matière, la vitesse à laquelle un corps tombe est directement proportionnelle à son poids. Le corps lourd tombe plus vite que le corps léger parce qu’il traverse plus facilement le milieu qui lui résiste. Par conséquent, selon Aristote, des corps de poids différents devraient tomber à des vitesses égales dans le vide. Ce qui est impossible puisqu’un corps tombe à une vitesse proportionnelle à son poids. Le vide ne peut donc exister

Remarque :

Galilée acceptera l’existence du vide d’un point de vue théorique et, dans sa théorie du mouvement, considérera que des corps de poids différents doivent tomber à des vitesses égales dans le vide).

Impossibilité de l’existence du vide

Le mouvement d’un corps dans un espace vide, homogène et illimité, n’aurait aucune raison de s’arrêter car le milieu ne pourrait résister à son déplacement. Un tel corps serait donc arrêté pour toujours ou encore il se déplacerait perpétuellement. Ce qui est inconcevable. Le vide ne peut donc exister.

Remarque :

Signalons que le principe d’inertie moderne signifie qu’un corps au repos ou en mouvement rectiligne uniforme conserve son état de repos ou de mouvement tant qu’une force extérieure ne vient pas modifier cet état.

Impossibilité de l’existence du vide

Pour Aristote, la « physique » est l’étude qualitative des phénomènes naturels sans l’aide des mathématiques. Il ne s’intéresse donc pas à la mesure des variables des phénomènes physiques.

Sa vision du monde est le fruit d’un mélange d’observations, de sens commun et de spéculation. Aristote a procédé à des observations méthodiques et il a fait preuve d’un sens critique élevé. Il n’a cependant pas eu recours à l’expérimentation pour valider ses théories.

Il a eu le souci de s’assurer que l’ensemble des explications qu’il donnait des phénomènes formait un tout cohérent. À cette fin, il a défini et utilisé les règles de la logique déductive dont le raisonnement par l’absurde.

Fin

Conclusion