Chez les Grecs, le terme mekane s’appliquait à divers dispositifs et machines comme les chariots ou les poulies et, longtemps, on entendra par mécanique l’étude de cinq dispositifs élémentaires : levier, poulie, treuil, vis et plan incliné. C’est-à-dire, plus généralement, l’étude du problème consistant (en termes modernes) à mouvoir une grande résistance au moyen d’une petite force. Soit encore, comme disait Aristote, « ce qui permet au plus petit de dominer le plus grand ». Ce n’est qu’avec Galilée et Descartes que la mécanique deviendra la science théorique du mouvement.
Elle est classiquement divisée en trois parties :
a) la cinématique, c’est-à-dire l’étude du mouvement indépendamment des forces qui en sont responsables ;
b) la dynamique, l’étude du mouvement en tant que provoqué par des forces ;
c) la statique, l’équilibre des forces internes entre les parties d’un corps sans mouvement, ce qui est parfois considéré comme un simple cas limite de la dynamique, quoique aussi bien cette dernière puisse réciproquement, nous le verrons, être ramenée à la statique.
Il ne peut s’agir d’exposer ici l’histoire de la mécanique. De fameux ouvrages existent à cet égard et tel n’est pas notre propos. Notre objet sera bien plutôt de saisir à travers la philosophie mécanique – et surtout à travers le développement historique de la dynamique – le modèle d’intelligence de la nature que la mécanique est à même d’apporter, notamment pour ce qui concerne le vivant. Quoique cette présente section ne traitera pas de ce dernier aspect, se contentant de présenter les grands thèmes et les principales conquêtes du mécanisme.
L’histoire de la mécanique représente certainement l’une des aventures intellectuelles parmi les plus fascinantes. Mais au lecteur peu averti en ce domaine, il faut néanmoins demander d’emblée une certaine dose de courage et pas mal de patience.
Il faut surtout lui recommander de ne pas hésiter à lire rapidement mais à tout lire, quitte à avoir l’impression, parfaitement normale, de voir beaucoup de choses lui échapper. De toute façon, il ne faut pas attendre une intelligence globale de la mécanique. Née d’une démarche résolument abstraite, en effet, la mécanique s’est finalement reconnue science d’expérience au sens le plus fort du terme – au sens où, à ses fondements, on trouve surtout des faits et un monde rendu radicalement contingent par une réalité physique première en son sein : la masse des corps. Dans ces conditions, on comprendra que pour avancer, pour devenir pleinement technique, la mécanique n’a pu que renoncer à se poser nombre de questions fondamentales. Son apparent mépris pour la métaphysique, en ce sens, n’a jamais été que l’avers d’une impuissance. En fait, à travers les différents thèmes, sous lesquels nous retracerons les grands développements de pensée mécanique, nous ne cesserons de voir soulever des questions métaphysiques.
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A) Naissance de la mécanique moderne
Au XVII° siècle, la “philosophie mécanique” désigna d’abord l’atomisme. Mécaniste ne signifie pas forcément matérialiste. L’âge moderne n’a pas inventé l’explication mécaniste de la nature. Il a seulement considéré qu’elle pouvait suffire. Le Père Mersenne. Si une explication mécaniste de la nature peut suffire, ce n’est pas forcément parce que le monde est régi par une nécessité aveugle. Ce peut être que Dieu n’agit pas dans le détail des phénomènes. Dans un monde contingent, le recours à l’expérience s’impose. Les principes de la mécanique ont été formulés d’abord contre le panthéisme magique de la Renaissance. Mais ceci a été oublié et l’on voit plutôt la science moderne s’être affirmée prioritairement contre la scolastique et l’Eglise. Le premier principe de la mécanique moderne : tout se fait par figure et mouvement.
B) Les conceptions antiques du mouvement
Par mouvement, Aristote entend de manière générale le changement susceptible d’affecter l’être des choses. Le repos est l’état naturel des êtres. Simple effet du devenir qui les affecte, le mouvement n’est pas un état en soi. Question cruciale : qu’est-ce qui fait perdurer le mouvement de translation ? Le milieu comme force propagatrice. Les principes de la mécanique moderne sont pratiquement ceux de la mécanique aristotélicienne inversés. La science moderne n’a pourtant pas simplement corrigé Aristote. La science moderne sera obligée de remplacer la finalité aristotélicienne par la toute-puissance du hasard. Pendant des siècles, les principes aristotéliciens ne furent guère contestés. Il est vrai que l’observation courante les confirmait. La notion d’impetus. La conception antique de l’inertie.
C) L’inertie
Galilée distingue le mouvement de sa vitesse. La mathématisation du mouvement. Le repos n’est qu’un état du mouvement. Trois fondements de la mécanique nouvelle. Descartes formule la loi d’inertie. Tout se ramène à l’étendue. Une seule nature de mouvement. Le mouvement n’a plus besoin d’un premier moteur.
D) La notion de force
Leibniz. L’analyse différentielle appliquée au mouvement. Un infiniment petit, le conatus. Le mouvement se heurte à une résistance : la masse des corps doit être prise en considération. Huygens. La critique des lois du choc cartésiennes. Le mouvement perpétuel. Une illusion pérenne. Une image plus qu’une idée, qui se prête à des illustrations notamment musicales. Importance de l’impossibilité de principe du mouvement perpétuel. Seulement, si elle paraît manifeste, l’impossibilité du mouvement perpétuel est difficile à fonder. Une illustration du principe de la dégradation de l’énergie. La force d’un mouvement est différente de sa vitesse. La force vive mv2. L’idée d’un travail potentiel. Les notions de chocs élastiques, durs et mous. Le dogme de la transsubstantiation. Ou quand un miracle pose un difficile problème de physique. Dans sa définition du mouvement, Leibniz est à même de considérer l’effet entier de ce qui le cause. Idée d’une science du mouvement, d’une dynamique. Seule la force existe. Le mouvement, lui, est une abstraction issue d’un calcul. Une conception relativiste de la masse. La masse, contingence première. Modernité de Leibniz et confusions que ses idées suscitèrent. La querelle des forces vives ou le destin malheureux de la complexe réflexion leibnizienne. La mécanique de Newton. La mécanique newtonienne n’évacue en rien la question de la finalité du monde. La synthèse de Lagrange. La mécanique devient une technique. Le principe de moindre action Maupertuis et le principe de Fermat. Des critiques que s’attirera Maupertuis pour avoir reconnu, au sommet de la mécanique, un principe finaliste. Au total, la mécanique atteindra une forme achevée sans avoir réglé la question de la force. La force considérée comme une idée première et indéfinissable.
El Lissitzky Proun 1, 1919.