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Licence 2. Épistémologie. 2019/2020 KOUASSI Raoul. Séminaire Saint Pierre Daloa

Licence 2. Épistémologie. 2019/2020 KOUASSI Raoul. Séminaire Saint Pierre Daloa 1 LES THÉORIES PHYSIQUES bINTRODUCTION « Si j’ai appris une chose au cours de ma longue vie, c’est que toute notre science, confrontée à la réalité, apparaît enfantine et primitive. Et pourtant, c’est ce que nous possédons de plus précieux. » Albert Einstein Si nous convenons avec Einstein, nous pouvons dire que la science est omniprésente : l’homme ne peut pas se passer de la science qui s’est diversifiée. Il sonde l’univers et s’interroge sur le pourquoi des choses qu’il cherche à comprendre. (Le milieu que nous voyons et le milieu que nous ne voyons pas.) Commençons par nous préoccuper ici par ce que nous voyons, ce qui est physiquement là. Depuis l’Antiquité, Aristote avait divisé les sciences les plus élevées par ordre croissant en Physique, Mathématique et Philosophie première. Intéressons-nous ici à la Physique. Qu’est-ce que la Physique ? Le génie des physiciens a ouvert plusieurs portes à la physique. Et le classement a changé. Comment la physique, au dernier rang du classement d’Aristote a-t-elle réussi à affirmer sa suprématie ? Aujourd’hui, la physique s’est tellement ramifiée qu’elle se confond parfois à la philosophie première et à la mathématique. Comment la physique contemporaine domine-t-elle le milieu de la science ? 1. QU’EST-CE QUE LA PHYSIQUE ? Étymologiquement, physique vient de φúsik qui traduit la science de la nature. La physique a évolué dans l’histoire des hommes : la physique dans la Préhistoire, la physique dans l’Antiquité, la physique dans le Moyen-âge, la physique moderne avec Galilée, la physique classique avec Isaac Newton et la physique contemporaine. 1.1. LA PHYSIQUE DANS LA PRÉHISTOIRE (-5000 -1000) Selon les historiens, les hommes préhistoriques observaient les connaissances et les reproduisaient dans des phénomènes. Cette période se trouve entre l’an -5000 et -1000 et est marquée par l’âge du fer, l’utilisation du bronze (-3000 selon certains historiens), le début de l’architecture, de la mécanique et la métallurgie. Licence 2. Épistémologie. 2019/2020 KOUASSI Raoul. Séminaire Saint Pierre Daloa 2 « La pratique de la physique était aussi confondue à la religion et réservée à des initiés : la physique est marquée par ce lien fort avec le surnaturel ». 1.2. LA PHYSIQUE DANS L’ANTIQUITÉ (-600 au IVe siècle ap. J.C.) La physique est surtout marquée par la compréhension du comportement de la matière ; d’où les diverses conceptions (compréhensions) données à la physique. Platon voyait dans la physique l’une des parties de l’enseignement de la philosophie concernant l’éthique et la logique. Et Aristote voyait dans la physique, la troisième partie de la connaissance théorétique (les connaissances les plus élevées). La physique d’Aristote va connaître une évolution d’une époque à l’autre mais les sources historiques ont été en partie perdues lors des grands incendies de la bibliothbèque d’Alexandrie en -48 avec plus 40 000 rouleaux perdus et en 361 par le général Ben AL-As. Ces dégâts ont touché d’autres découvertes comme celles d’Eratosthène, Œdème et Ariston de Céos, Aristippe de Cyrène … Remarquons cependant, à propos de l’incendie de la Bibliothèque d’Alexandrie, que les découvertes récentes parlent de quatre incendies dont le premier eu lieu sous le règne des Ptolémée, le second sous César Marc Antoine, le troisième qui a été l’œuvre de l’Eglise Catholique en 361 ou 391 et le dernier par l’Islam en 645. La physique d’Aristote s’imposera parce que ses rouleaux furent sauvés de justesse par l’un de ses admirateurs. Cette période a aussi évolué de pair avec la mathématique et la plupart des physiciens comme Archimède étaient mathématiciens, afin d’imposer les calculs aux faits. 1.3. LA PHYSIQUE AU MOYEN-ÂGE Au Moyen-Age, la physique connaît des évolutions conceptuelles liées d’une part au déclin de la Grèce antique et d’autre part à la prolifération de l’Islam et des savoirs ou des sciences sur les arts libéraux. Le mot physique est défini au XIIème siècle, à partir de la traduction du traité d’Aristote, Physique, comme une science de la nature dans le sens de la médecine. Aristote devient donc une figure centrale, tant dans la définition que dans la compréhension de la physique. La physique en français ancien, est liée à la traduction de l’œuvre d’Aristote, qui insistait sur l’observation de la nature. Elle aura un double sens, à savoir la médecine en tant que nom et la physique en tant qu’adjectif ; c’est-à-dire, ce qui se rapporte à la nature. Il a fallu attendre 1480, pour traduire physique comme science des causes naturelles, selon la scolastique. 1.4. LA PHYSIQUE MODERNE En 1543, Nicolas Copernic (1473-1543) publie dans ce sens un traité qui décrit les phénomènes astronomiques de façon plus simple que celle de Ptolémée. Cette simplification tente d’attaquer le dogmatisme et de libérer la physique de l’emprise de la religion. La philosophie de la physique se profile alors à l’horizon. Jusque-là le dogmatisme ruinant la physique a fermé la possibilité de fonder rigoureusement la physique sur des lois scientifiques et mathématiques. Copernic ouvre la voie de la philosophie de la physique avec une force accordée à la mathématique et en postulant que le Soleil n’est pas à la périphérie, mais il est au centre de notre Univers pour que l’approche mathématique sur les mouvements des astres soit beaucoup plus simple. La simplicité apportée par la mathématique à la physique conduit Copernic à soutenir que le Soleil est au centre de notre Univers. Sur cette base Tycho Brahé (1546-1601) édifiera en 1576 un observatoire sur l'île du Hveen, que lui a légué le roi du Danemark. Son but est de refaire la carte du ciel datant des Grecs. L'observation se fait à l'œil nu, mais avec une très grande rigueur ; ce qui permettra de noter aussi les positions de planètes sur une longue période. Tycho Brahé Licence 2. Épistémologie. 2019/2020 KOUASSI Raoul. Séminaire Saint Pierre Daloa 3 confiera ces relevés à son élève Johannes Kepler (1571-1630). Comme Copernic, Tycho Brahé, soutiendra que le Soleil est toujours au centre de notre Univers. Joahannes Kepler est sans doute le responsable de la véritable révolution qui inaugure une philosophie de la physique. La physique prend de plus en plus son autonomie et Copernic convertit le mouvembent des planètes dont la conséquence est d’attaquer les dogmes de cette science. L’œuvre de Copernic est si remarquable qu’on parlera d’une révolution copernicienne. Ainsi la publication en 1609 de l’Astronomia nova marque le point de rupture avec la physique ancienne. La rupture veut être radicale, malgré les oppositions. Grâce à la mathématique et à l’observation, la physique est sur la voie de la science. Grâce aux observations continues de l'orbite de Mars menées par Brahé à l'observatoire qu'il avait fait construire au large du Danemark et qu'il avait doté d'instruments d'une précision sans précédent (en prenant en compte de façon systématique l'erreur inhérente à chacun), Kepler allait rompre avec la croyance au mouvement planétaire uniforme. Brahé allait accepter une charge à Prague en 1599 auprès du Saint Empereur Romain Germanique Rodolphe II, et engager Kepler comme assistant en 1600, un an avant sa mort. Celui-ci le remplaça donc à titre de mathématicien de l'empereur et se fondant sur les tables du mouvement planétaire que Brahé avait compilées, il démontra que non seulement Mars tournait autour du soleil mais encore que son orbite affectait la forme d'une ellipse et que sa vitesse variait en fonction de sa proximité avec le soleil. Il généralisa cette conclusion aux autres planètes. Non seulement la terre n'était plus le centre fixe de l'univers, mais l'astronomie se voyait tracer une voie ou l'alliance entre calcul et observations ne devait plus se rompre. Ici il faut souligner deux innovations de méthode : l'observation continue d'une planète et non seulement à des périodes astrologiquement importantes et, d'autre part, l'adhésion au projet d'une observation liée à une quête de précision toujours inassouvie. En 1609, Johannes Kepler publie l’Astronomia Nova où il expose ses lois sur le mouvement des corps célestes (orbites elliptiques, loi des aires). L’œuvre de Kepler s’appuie en définitive sur trois lois : (1) Les planètes se déplacent autour du soleil selon des ellipses dont un des foyers est le siège du soleil. (2) Le segment de droite qui relie le soleil à une planète parcourt des secteurs égaux en des périodes égales. (3) Le carré de la période de l'orbite d'une planète est proportionnel au cube de sa distance moyenne au soleil. (ou en d'autres termes - du demi-grand axe de l'ellipse, moitié de la somme de la plus petite et de la plus grande distance du soleil). Cette année-là va marquer le véritable point de rupture de la révolution copernicienne. Kepler adresse à Galilée un exemplaire de l’Astronomia Nova, mais pour Galilée, l'ellipse n'est qu'une anamorphose du cercle. On en déduit que la physique a connu la révolution grâce à la force de la mathématique et de l’expérience. Ces deux atouts ont modifié l’approche de la nature et la rupture avec l’ancienne physique se présente alors comme une nécessité. Galilée adjure, mais les faits le contredisent Galilée est donc à nouveau convoqué par le Saint-office, le uploads/Sante/ epistemologie-daloa-licence-2-2019-2020-final.pdf