INTERACTIONS FONDAMENTALES

« 2 La physique d'Aristote distingue l'étude des objets naturels de celle des objets fabriqués par la ruse de l'homme, les machines.

Les phénomènes naturels comme la chute d'une pierre sont soumis à des causes tandis que les machines, comme l'homme, transmettent des forces.

Or le geste qui consiste à jeter une pierre ou à lancer une flèche est considéré comme mettant en jeu une force, au même titre que la machine.

Puisque toutes les forces agissent par contact, on se demande alors pourquoi la flèche et la pierre continuent à se mouvoir après que la main du lanceur les a lâchées.

Ce simple problème de la physique aristotélicienne va entraîner, après bien des tentatives d'aménagement, la faillite complète du système et la reconnaissance de la persistance du mouvement uniforme dès le XIV e s., de la relativité par Galilée en 1632 , et, enfin, de l'action à distance par Isaac Newton, en 1687. Mais ce lent bouleversement tient compte de la redécouverte de traditions antiques, constituées par les traités archimédiens et par ceux de Héron d'Alexandrie sur les machines simples.

Il s'agit essentiellement d'une physique de forces statiques mettant en jeu une logique des équilibres qui culminera au XVI e s.

avec l'hydrostatique de Simon Stevin.

Mais elle inclut également les déplacements des bras de la balance, des roues et des poulies, ce q ui conduit à une étude du lien entre force et mouvement, laquelle fait croire à une proportionnalité entre force et vitesse. La physique newtonienne n'est pas la seule solution proposée au XVII e s.

en réponse aux problèmes posés par l'étude du mouvement.

Peu après la publication des œuvres de Galilée, René Descartes tente d'imposer une théorie, qui sera ensuite appelée le « mécanisme », dans laquelle toute action s'effectue par des chocs de particules invisibles.

C'est le mécanisme qui fournit à cette époqu e la vision la plus simple et la plus rationnelle du monde, tandis que l'action à distance évoque les forces occultes de l'alchimie, avec pour seul soutien un peu plus objectif l'action des aimants.

L'explication par l'existence de particules invisibles prend sa source dans l'atomisme antique et persistera, en constante opposition à la trop mystérieuse action à distance. Christiaan Huygens énonce, vers 1656, les lois des chocs élastiques telles que nous les connaissons aujourd'hui, lois fondamentales dans l e modèle du mécanisme cartésien, auquel il adhère.

Il a dû, pour y parvenir, abandonner l'étude de la force de « percussion » entre deux corps en collision, car cette force, déjà étudiée par Galilée et Torricelli, échappe à toute mesure en raison de son caractère instantané.

Huygens a alors déduit les lois des chocs à partir de l'invariance galiléenne de tout phénomène, et donc de toute force.

Les lois de la force centrifuge, établies ensuite, complétèrent sa mécanique. Tandis que Descartes et Huygens étudi ent la gravitation par des chocs de très nombreuses particules invisibles en mouvement tourbillonnaire incessant, Newton impose, à la suite de Johannes Kepler, une action à distance comme explication causale universelle.

Il fait alors pour la première fois de la notion de force un vrai concept en l'intégrant dans un système mécanique complet.

La force « imprimée » au corps sera déterminée par le changement du « mouvement », c'est -à-dire la quantité de mouvement.

La vitesse est connue grâce au cadre fourni p ar le temps et l'espace « absolus », et la force « inertielle » est la puissance que possède le corps de résister à tout changement de vitesse par rapport à cet espace absolu.

La force fondamentale pour la gravitation est « centripète », et non plus centrifuge comme chez Huygens. L'étude de l'électricité et du magnétisme, au XVIII e s., par Henry Cavendish et Charles Augustin de Coulomb s'effectue naturellement dans le cadre de la. »