Aristote -2 Physique Cosmogonie Adaptation du ppt de André Ross Professeur de mathématiques Cégep de Lévis-Lauzon

Carte de la Grèce Stagire en Macédoine 384 av. J.-C. Chalcis en Eubée

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

Cosmogonie 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 Selon Aristote, l’univers est constitué de sphères concentriques et divisé en deux parties : Monde sublunaire Le 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.

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

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

Le mouvement 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 Cause du mouvement naturel 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.

Le mouvement Cause du mouvement naturel 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.

Impossibilité de l’existence du vide 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.

Conclusion 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