Séminaire de M1 : le mouvement relatif

Cours du jeudi, 13H00-15H00
Salle F364

Histoire du principe du mouvement relatif

Le principe du mouvement relatif, dans ses diverses formulations depuis l'Antiquité, a joué un rôle décisif dans l'établissement des enjeux philosophiques de la physique. Dans le débat sur l'équivalence des hypothèses, dans la polémique autour des forces vives, mais aussi dans les contradictions entre les principes fondamentaux de la mécanique et ceux de l'électromagnétisme (dont on suivra le déroulement à partir des difficultés de l'approche cartésienne de la lumière) qui ont conduit aux thèses de la Relativité restreinte. La simplicité apparente de ce principe et de ses définitions dissimule les difficultés qu'il contient et qui loin d'être de simples problèmes de formulation, renvoient à des contradictions dans la chose même, c'est-à-dire dans les lois de la nature.

Voyez à la suite le calendrier des séances et quelques indications textuelles.

Jeudi 11 octobre Introduction : Aristote et Lucrèce
Jeudi 18 octobre pas de cours
Jeudi 25 octobre pas de cours
Jeudi 1er novembre férié
Jeudi 8 novembre : Astronomie et mouvement relatif
Jeudi 15 novembre : Le système mécanique de Giordano Bruno (université bloquée)
Jeudi 22 novembre : en mission : pas de cours (à rattraper : Kepler : inertie et attraction)
Jeudi 29 novembre : Galilée I, le Dialogue
Jeudi 6 décembre : Galilée II, Les Discours
Jeudi 13 décembre : Mouvement relatif et mouvement absolu : Newton et Huygens
Jeudi 20 décembre : Le mouvement de la lumière dans l'éther
Jeudi 10 janvier : la cinématique nouvelle de la relativité restreinte

3 cours à rattraper :

Descartes : mouvement et individuation

Descartes : lumière et transport de l'action

Leibniz : la dynamique et l'estime des apparences.  Force et mouvement

Les dates seront précisées ultérieurement pour ces séances.

Textes de la première séance :

Lucrèce, DRN IV
v. 379-403

Nec tamen hic oculos falli concedimus hilum.
Nam quocumque loco sit lux atque umbra tueri
illorum est; eadem vero sint lumina necne,
umbraque quae fuit hic eadem nunc transeat illuc,
an potius fiat paulo quod diximus ante,
hoc animi demum ratio discernere debet,
nec possunt oculi naturam noscere rerum :
proinde animi vitium hoc oculis adfingere noli.
Qua vehimur navi, fertur, cum stare videtur;
quae manet in statione, ea praeter creditur ire.
Et fugere ad puppim colles campique videntur,
quos agimus praeter navem velisque volamus.
Sidera cessare aetheriis adfixa cavernis
cuncta videntur, et adsiduo sunt omnia motu,
quandoquidem longos obitus exorta revisunt,
cum permensa suo sunt caelum corpore claro.
Solque pari ratione manere et luna videtur
in statione, ea quae ferri res indicat ipsa.
Exstantisque procul medio de gurgite montis
classibus inter quos liber patet exitus ingens,
insula coniunctis tamen ex his una videtur.
Atria versari et circum cursare columnae
usque adeo fit uti pueris videantur, ubi ipsi
desierunt verti, vix ut iam credere possint
non supra sese ruere omnia tecta minari.

Tr.

Ce n'est pas une raison pour croire que nos yeux se trompent ; car voir de l'ombre et de la lumière où il y en a, c'est leur fonction. Mais la lumière est-elle toujours la même ou non ? Est-ce la même ombre qui passe d'un endroit à un autre ? ou bien tout arrive-t-il comme nous venons de le dire ? C'est à la raison de répondre et les yeux n'ont pas le pouvoir de connaître les lois de la nature. Aussi ne faut-il pas mettre à leur compte une erreur de l'esprit.
Le navire qui nous porte avance et paraît immobile, le navire immobile dans la rade paraît se déplacer ; campagnes et collines ont l'air de fuir le long de la poupe, quand toutes voiles dehors le navire les dépasse de son vol. Tous les astres semblent être attachés à la voûte céleste ; or leurs mouvements n'arrêtent pas ; de leur orient à leur couchant, c'est l'immensité du ciel qu'ils parcourent en l'illuminant. Le soleil et la lune ont la même apparence d'immobilité, eux dont le mouvement est une évidence. Des montagnes dressées au milieu des flots, entre lesquelles des flottes trouveraient libre et large passage, composent l'image d'une grande île unique. L'atrium semble tourner et les colonnes danser une ronde aux yeux des enfants, au moment qu'ils s'arrêtent de tourbillonner, et c'est tout juste s'ils ne vont pas croire que la maison tout entière menace de s'écrouler sur eux.

De natura rerum, IV, v. 244-268
Et quantum quaeque ab nobis res absit, imago
efficit ut videamus et internoscere curat.
Nam cum mittitur, extemplo protrudit agitque
aëra qui inter se cumque est oculosque locatus,
isque ita per nostras acies perlabitur omnis,
et quasi perterget pupillas atque ita transit.
Propterea fit uti videamus quam procul absit
res quaeque. Et quanto plus aëris ante agitatur
et nostros oculos perterget longior aura,
tam procul esse magis res quaeque remota videtur.
Scilicet haec summe celeri ratione geruntur,
quale sit ut videamus, et una quam procul absit.
Illud in his rebus minime mirabile habendumst,
cur, ea quae feriant oculos simulacra, videri
singula cum nequeant, res ipsae perspiciantur.
ventus enim quoque paulatim cum verberat et cum
acre fluit frigus, non privam quamque solemus
particulam venti sentire et frigoris eius,
sed magis unorsum, fierique perinde videmus
corpore tum plagas in nostro tam quam aliquae res
verberet atque sui det sensum corporis extra.
Praeterea lapidem digito cum tundimus, ipsum
tangimus extremum saxi summumque colorem
nec sentimus eum tactu, verum magis ipsam
duritiem penitus saxi sentimus in alto.

Tr.

C'est l'image encore qui nous fait connaître et apprécier les distances, car l'image émise pousse et chasse en avant l'air interposé entre elle et les yeux ; et l'air ainsi chassé se répand dans nos yeux, baigne de son flot nos pupilles et s'en va. Voilà comment nous sommes instruits des distances ; et plus la colonne d'air agitée devant nous a de la longueur, plus le souille qui baigne nos yeux vient de loin, et plus l'objet paraît éloigné. Sans doute tout cela s'accomplit-il avec une rapidité prodigieuse ; et c'est pourquoi nous jugeons de l'éloignement des objets dans le temps même où nos yeux les rencontrent.

Il n'est pas étonnant que les simulacres qui frappent nos yeux restent invisibles, alors qu'ils nous font voir les objets. Car lorsque le vent nous frappe à coups progressivement renforcés, quand l'âpre froid nous pique, nous ne sentons pas une à une chaque particule du vent et du froid, mais nous avons une sensation d'ensemble ; et notre corps se voit blessé comme si une force extérieure s'attaquait à lui. Frappe du doigt une pierre, c'est sa surface que tu touches, c'est sa couleur extérieure, et cependant ce n'est pas cela que le toucher nous fait sentir, mais la dureté qui réside dans les profondeurs de la pierre.

Bibliographie

COHEN (I. B.) "'Quantum in se est' : Newton , Kepler, Galileo, Descartes and Lucretius", in Proceedings of the American Catholic Philosophical Association, 1964, 38; "'Quantum in se est' : Newton's Concept of Inertia in Relation to Descartes and Lucretius", in Notes and Records of the Royal Society, 19, 1964, p. 131-55
COSTABEL (Pierre)  "Histoire du moment d'inertie" in  Revue d'Histoire des Sciences. Tome III, 1950.
HERIVEL (John W.) " Galileo's influence on Newton in dynamics", L'aventure de la science, Mélanges Alexandre Koyré , vol. I, Paris, Hermann, 1964.
HERIVEL (John)  The Background to Newton's Principia. Oxford : 1965.
JAMMER (Max)  Concepts of force. A study in the foundation of dynamics.  Cambridge (Ma.), Harvard College, 1957.
JAMMER (Max)  Concepts of space. The history of theories of space in physics.   Cambridge (Ma.), Harvard University Press, 1954.
KOYRE (Alexandre)   Etudes d'histoire de la pensée scientifique, Paris, Gallimard, 1973.
KOYRE (Alexandre)   Etudes newtoniennes.  Paris : Gallimard, 1968.
KOYRE (Alexandre)  Chute des corps et mouvement de la terre de Kepler à Newton.  Paris, Vrin, 1973.
KOYRE (Alexandre)  Du monde clos à l'univers infini.  Paris, P.U.F., 1962.
KOYRE (Alexandre)   Etudes galiléennes, Paris : Hermann, 1940.
TONNELAT (M.-A.), Histoire  du principe de relativité, Paris : Flammarion, 1971.
MACH (Ernst)   La Mécanique, exposé historique et critique de son développement, Paris, J. Gabay, 1987.
TRUESDELL (Clifford Ambrose)   Essays in the History of Mechanics. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 1968.
WESTFALL (Richard S.)  The Construction of Modern Science; Mechanisms and Mechanics.  Cambridge, Cambridge University Press, 1977.
WESTFALL (Richard)  Never at rest : a Biography of Isaac Newton. Cambridge, London, Cambridge University Press, 1980.

 

Comments

[Rédigé par: Robert Marie]

Bonjour,

Pouvez-vous m'indiquer la salle dans lequel aura lieu le cours de rattrapage du vendredi 2 novembre ? Ainsi que l'horaire car visiblement, il y a plusieurs incompréhensions concernant cette date...
Merci.
Marie Robert.

[Rédigé par: Fabien Chareix]

C'est à 08H00. La salle, on verra bien.

Bien à vous,

FC