La révolution scientifique vécue au cours des XVIe et XVIIe siècles a marqué une toute nouvelle perspective dans l’approche de plusieurs approches théoriques et méthodologiques. Avant cette révolution scientifique, la plupart des conventions étaient fondées sur l’aristotélisme, un fait qui a changé de façon spectaculaire avec l’inclusion de l’expérimentation scientifique.
À partir de cette période, les croyances jusqu’alors fortement ancrées concernant la nature et les mathématiques ont pris une nouvelle direction que Henninger-Voss désigne par l’expression “secouer le cosmos aristotélicien” (371). L’une des expériences qui a clairement fait injustice au cosmos aristotélicien est l’expérience des boulets de canon. Comme cet article le soulignera, cette expérience a ouvert un nouveau point focal dans le monde des mathématiques, de la physique et des sciences naturelles.
Les conventions aristotéliciennes sur la matière et le mouvement reposaient sur deux principes. Ils croyaient que l’état de nature était dicté par des principes abstraits. Ils croyaient que les descriptions mathématiques ne pouvaient être appliquées que sur les corps célestes avec éther, car leurs mouvements étaient caractérisés par une “régularité parfaite” (Henninger-Voss 375).
Malgré cela, les Aristotéliciens soutenaient également que les corps terrestres ne pouvaient pas être décrits mathématiquement parce que leurs mouvements ne présentaient pas la régularité parfaite caractéristique des corps célestes. Ils pensaient que les mouvements des corps terrestres étaient erratiques.
Dans leur perspective, les objets terrestres n’avaient que deux possibilités de mouvement. Soit ils se déplaçaient naturellement dans leur quête de la zone qui leur était destinée dans le grand univers, soit ils se déplaçaient sous l’effet d’une force exercée sur eux. C’était le mouvement des objets inanimés. En revanche, les objets animés, y compris les animaux et les plantes, se déplacent en réponse à leur âme. Les deux causes des mouvements des objets inanimés sont donc les forces naturelles et les forces violentes.
Les forces violentes sont le résultat d’une application délibérée de la force pour modifier le mouvement naturel de l’objet par un objet animé comme un être humain. Par exemple, un boulet de canon tomberait naturellement vers le centre de la terre sous l’effet des forces naturelles de gravité (qui n’avaient pas encore été expliquées à l’époque). Cependant, le mouvement du boulet de canon (qui est inanimé) serait modifié “violemment” par l’homme (un objet animé) lorsqu’il le tire à travers le canon.
Un autre paradigme généralement accepté dans le cosmos aristotélicien était le fait que les objets inanimés se déplaçaient de manière rectiligne. Ici, on croyait que la composition naturelle et physique d’un objet dictait sa direction et la nature de son mouvement. Les objets lourds par nature se déplaçaient automatiquement vers le centre de l’univers.
D’autre part, ils croyaient que les objets légers s’élèveraient directement vers la sphère de la lune. Compte tenu de ces perceptions, il est vrai d’affirmer que le poids (lourdeur et légèreté) d’un objet déterminait grandement ses caractéristiques de mouvement. Compte tenu de leur argument, ils ont émis l’hypothèse que plus l’objet est lourd, plus il se déplace rapidement vers le centre de l’univers.
C’est ce qui a conduit à la croyance généralement admise selon laquelle un objet lourd et un objet plus léger, s’ils sont libérés à une distance identique de la terre dans des conditions similaires, l’objet le plus lourd atterrira en premier, laissant le plus léger atterrir plus tard. En fait, on a précisément soutenu qu’un objet deux fois moins lourd qu’un autre mettrait deux fois plus de temps à atterrir pour une distance et des conditions similaires.
La révolution scientifique du XVIe siècle a conduit à une redéfinition de plusieurs de ces croyances généralement admises. Tout d’abord, le recours à la philosophie pour déterminer le mouvement et la matière sera réfuté dans la nouvelle approche scientifique. Dans la nouvelle approche, Tartaglia mène le peloton en développant des approches scientifiques qui permettraient d’analyser la matière et le mouvement à partir de normes définies par la précision mathématique.
Dans cette nouvelle lumière, les aspects de légèreté, de lourdeur, de naturel et de forces violentes qui constituent le point central des définitions aristotéliciennes de la matière et du mouvement sont mis de côté à mesure que de nouveaux scientifiques continuent à reconsidérer la position.
L’expérimentation des boulets de canon conduit à une nouvelle aube des inclinations mathématiques. Alors que les Aristotéliciens mettaient surtout l’accent sur la lourdeur et la légèreté d’un objet pour déterminer son mouvement de projectile, la nouvelle science employait des calculs mathématiques pour déterminer les distances angulaires et les estimations.
Battista Alberti, par exemple, identifie des outils mathématiques avancés comme le “bombardier intelligent et le pendule du bombardier” qui étaient des instruments mathématiques utilisés pour déterminer les distances angulaires et l’élévation des artilleries dans l’estimation.
Bien que la plupart des connaissances dans le domaine de la guerre soient un dérivé du passé, la nouvelle science offre une explication mathématique de l’armement. Alors que l’aristotélisme soutient que seuls les corps célestes, étant donné leur précision et leur régularité, peuvent être utilisés comme mesure du temps, Tartaglia, représentant de la nouvelle science, soutient que même les objets terrestres peuvent être utilisés pour déterminer le temps. Il utilise la “…construction de trajectoires locales de boulets de canon” (Henninger-Voss 383) pour déterminer le temps et la distance.
Un point d’interrogation se dégage cependant ici. La redéfinition dictée par la nouvelle science est-elle un bouleversement complet des concepts aristotéliciens sur la matière et le mouvement ? Est-il purement vrai que le mouvement des objets terrestres peut aussi avoir une régularité parfaite et que le mouvement ne dépend pas purement de l’intention ou de l'”âme” de l’objet inné ? Selon Tartaglia, à une inclinaison donnée (qu’il spécifie clairement comme étant de 45 degrés, un canon peut être lancé à la plus grande distance.
Il affirme que la distance à laquelle un boulet de canon peut être lancé dépend de la capacité de l’opérateur à charger la machine avec les proportions les plus appropriées de poudre à canon et aussi de sa capacité à calculer la distance en plus de l’angle d’inclinaison. Selon lui, cela ne dépend pas de la force et de la volonté de l’opérateur. Il s’agit de définitions purement mécaniques et mathématiques qui peuvent rester constantes si chacune des variables reste constante. C’est-à-dire qu’il y a un certain degré de régularité étant donné la similarité des variables.
Le point de discorde ici est le suivant : s’agit-il de purs résultats des mathématiques et de la physique ou bien d’une intention ou d’une violence (force non naturelle) comme le soutient l’aristotélisme ? À mon avis, l’aristotélisme ne peut être absolument rejeté. Quelle que soit la régularité fournie par la précision mathématique, il reste la question de l’exercice par un être animé d’une pression délibérée pour détourner les mouvements naturels des objets inanimés.
L’argument ici est que si la nouvelle science, comme l’ont fait valoir Tartaglia et Galilée, met en évidence une régularité parfaite des objets terrestres, réfutant ainsi les affirmations aristotéliciennes, il est également nécessaire que la nouvelle science conserve les faits selon lesquels les mouvements naturels des objets inanimés sont toujours dirigés vers le centre de l’univers, comme l’a prouvé plus tard Isaac Newton.
Même si la régularité est parfaite, l’aspect de la “volonté de l’âme” des objets animés est toujours présent. Il faudra une action délibérée de cet objet animé (un être humain) pour calculer les proportions appropriées de poudre à canon et incliner la machine au bon angle afin de gagner la plus grande distance du boulet de canon lancé.
Ouvrages cités
Henninger-Voss, Mary. “Comment la nouvelle science des canons a bouleversé le cosmos aristotélicien”. Journal of the History of Ideas 63.3 (2002) : 371-397.