Texte 23

Renaissance et XVIIe siècle

Les débuts de la physique au sens moderne datent sans doute de Galilée (1564–1642), dont on peut dire qu'il fut le premier physicien dans le sens actuel: sa foi en les mathématiques pour décrire le monde et les phénomènes fut ce qui le distingua de ses prédécesseurs, même si on ne peut pas toujours dire qu'il ait été un expérimentateur très scrupuleux. Galilée perfectionna des instruments optiques pour l'astronomie, la fameuse lunette astronomique, apporta des progrès décisifs en cinématique (mouvement uniformément accéléré).

La rigueur qui manquait encore à Galilée dans la formulation mathématique fut sans doute apportée par Descartes: coordonnées cartésiennes, travaux en optique (la loi de Descartes est en fait la loi de Snell). Le fameux Discours de la Méthode, écrit en français, chercha à décrire une manière déductive de traiter les problèmes, beaucoup moins fondée sur l'intuition. On peut dire qu'il marque le début de la démarche des sciences dites «exactes», fondées sur les raisonnements logiques de déduction. Cette démarche fit progresser la physique dans des domaines comme la mécanique classique, l'optique, le calcul différentiel, la géométrie analytique...

Descartes s'aventura plus loin sur le plan philosophique: dans les méditations sur la philosophie première (1641), il dénonça la science aristotélicienne, qui était coupable de n'avoir pas compris le mouvement des planètes comme l'annonçaient Copernic et Galilée. L'expression aristotélicien prit alors un sens très péjoratif, pour dénoncer les errements de la scolastique alors en déclin.

Blaise Pascal (1623–1662) décrivit les phénomènes de pression atmosphérique, et fit de nombreux apports en hydrostatique et hydrodynamique. En mathématiques, il inventa les probabilités, qui eurent des applications ultérieurement en physique.

Isaac Newton 1643-1727 a formulé les «lois» qui portent son nom, qui ont permis l'essor de ce qu'on appelle la mécanique classique. En mathématique infinitésimale, il trouva un moyen de lever les indéterminations dans le calcul des tangentes ou dérivées. En 1685, il généralisa les lois de la gravitation que Robert Hooke venait de formuler et les utilisa comme base de son système du monde, où la gravitation, force d'attraction universelle, est la cause du mouvement.

Son ouvrage majeur, Principes mathématiques de la philosophie naturelle publié en 1687, décrivit la gravitation de façon universelle et mathématique. Il permit de confirmer la théorie de l'héliocentrisme sur le plan de sa formulation mathématique (la preuve optique n'était pas encore obtenue). Les méthodes de calcul qu'il y utilise en font un précurseur du calcul vectoriel. Isaac Newton ouvrit une ère nouvelle pour la physique en introduisant le calcul différentiel pour ses calculs de mécanique céleste.

Leibniz (1646–1716) inventa le calcul infinitésimal à peu près au même moment que Newton, qui développa de son côté un procédé similaire avec le calcul des fluxions. Ses apports en physique furent considérables: l'énergie, la loi de conservation, les définitions de l'espace et du temps, la dualité onde-corpuscule.

On peut dire que c'est de cette époque que le mot physique commence à changer de sens: de science des causes naturelles, la physique devient la science qui étudie les propriétés générales de la matière et établit des lois qui rendent compte des phénomènes matériels: la première utilisation dans ce sens date de 1708 (Petit Robert).