La physique dans la Grèce antique

physique. La base de la physique était la croyance dans l’existence des quatre éléments : air, terre, eau, feu. Selon les théories, ces éléments procéderaient d’une substance primordiale (apeiron selon Anaximandre), ou bien de l’un d’entre eux procèdent les autres : pour Thalès, c’est l’eau; pour Anaximène, c’est l’air, qui n’est qu’une sorte de vapeur ; pour Héraclite, c’est le feu mobile, source du devenir universel, se transformant en toutes choses. Cette physique possède d’ailleurs un caractère spéculatif et fait partie intégrante d’un système philosophique et cosmogonique. Ce sont les problèmes posés par l’unité ou la multiplicité de la matière, le fini et l’infini, le mobile et l’immobile, la continuité et la discontinuité des éléments constitutifs de l’univers qui furent la cause de la querelle entre les pythagoriciens et l’école d’Élée, représentée surtout par Parménide et Zénon, qui sont à la source des théories atomiques de l’Antiquité. On en trouve une ébauche dans les Homéontères d’Anaxagore, mais c’est surtout chez Leucippe et Démocrite que cette conception prend une forme physique. Elle est l’aboutissement logique de la dialectique de Zénon et n’a aucun rapport avec les théories atomiques de la science moderne. Ce n’est qu’à partir de la fin de l’époque hellénique que la physique commence à se détacher de l’argumentation philosophique. Les Grecs savaient que l’air était un état particulier de la matière et ils en connaissaient la compressibilité; c’est sur ces bases que Ctésibios et Héron construisirent leurs machines à air comprimé. Ils savaient aussi que l’air tend à monter ou à descendre selon qu’il est chaud ou froid. En acoustique, Aristote soutenait que le son se propageait par le mouvement de l’air, et de nombreux théoriciens admettaient que le son se propage par ondes sphériques, par quoi ils expliquaient l’écho comme le renvoi des ondes se heurtant à un obstacle. La pesanteur était expliquée par l’appétit des corps à tendre vers le bas, et lorsqu’on admit la rotondité de la Terre, on expliqua le phénomène par la tendance des corps à se mouvoir vers le centre de la Terre. La transmission de la chaleur par conductibilité était connue, ainsi que la chaleur rayonnante, c'est-à-dire la transmission de la chaleur à des corps éloignés. Les travaux d'Archimède sur la propriété des miroirs concaves de réfléchir la chaleur sont restés célèbres. Aristote savait aussi que l'eau au point d’ébullition demeure à une température constante. En optique, les Grecs, dès l'époque hellénique, connaissaient les lentilles et le pouvoir qu’elles ont de concentrer la chaleur solaire; ils connaissaient aussi la propriété qu’ont les miroirs concaves de donner l'image agrandie d’un objet. Le grossissement par les lentilles avait été observé, mais les Grecs n'ont jamais su les combiner de manière à construire des lunettes ou des lorgnons. Euclide — et peut-être déjà Platon — leur connaissait cette propriété ; il énonce le principe de la propagation de la lumière d’une façon rectiligne et les lois de réflexion. Ptolémée décrit les phénomènes de la réfraction. En électricité, on avait expérimenté dès Thalès la propriété qu'acquiert l'ambre (électron) d’attirer les corps lorsqu’il est frotté; on savait aussi que certains poissons se défendent par un choc dont on ignorait le caractère électrique. Thalès mentionne la pierre d’Héraclée, qu’Euripide appelle « magnétique » du fait qu'on la trouvait en Lydie, près de Magnésie du Méandre ; cette pierre d'aimant (oxyde de fer) représentait la seule expérience du magnétisme qu’avaient les Grecs. Dans sa physique, Aristote a émis des théories de l’équilibre et du mouvement non dépourvues d’intérêt, bien que sa mécanique reposât sur des doctrines philosophiques qui en gâtent souvent la valeur et qui l’ont empêché de tirer des conséquences scientifiques de principes valables. Archimède résolut quelques-uns des plus intéressants problèmes de l’hydrostatique et inspira les progrès de la mécanique réalisés par Archytas, Ctésibios et Hiéron. Signalons comme invention pratique que, à l’époque d’Aristote, on équipait les plongeurs — pêcheurs d’éponges ou de perles — d’instruments qui leur permettaient de respirer sous l’eau en allant chercher l’air à l’a surface.