Dans le contexte de la mécanique, la force est le principe physique ou métaphysique en vertu duquel un corps est capable d'effectuer des changements, en particulier des mouvements ou des modifications du mouvement. Dans la tradition romantique, la force est un principe qui régit tous les phénomènes en tant que manifestations de la vie.
Le terme lui-même a changé de sens à plusieurs reprises au cours de l'histoire européenne. Au début du , Galilée et Descartes l'associent à la masse et à la vitesse, tandis qu'à la fin du , Newton l'identifie à une action à distance. Au milieu du , Helmholtz établit le principe de la conservation de l'énergie et fonde la cinétique moderne. Dans un registre plus proche du romantisme, des philosophes tels que Schelling ou Schopenhauer désignent par force (Kraft) ce qui constitue l'essence dynamique de la matière, dont le principe se situe en dehors de la chaîne des causes et des effets.
La notion de force excède par ailleurs le domaine de la physique : si ses enjeux théoriques et techniques sont évidents, elle comporte aussi des conséquences morales et politiques, et renvoie à la question de la légitimité de son emploi, ou à celle de sa valeur propre sur le plan moral. La force devient une notion centrale dans la philosophie européenne au tournant des , et sa valorisation conduira un certain nombre de philosophes et intellectuels à légitimer la guerre.
Aristote et la scolastique 180px|vignette|droite|Buste d'Aristote. La dynamique d'Aristote
Aristote forge le terme d'energeia (« énergie ») pour rendre compte de toutes les forces qui s'exercent dans la nature. Il fonde l'étude de la physique comme « science théorétique » à partir de quelques principes et de quelques définitions fondamentalesF. Balibar, « Force/énergie », in B. Cassin (dir.), Vocabulaire européen des philosophies – Dictionnaire des intraduisibles, Paris, Le Seuil/Le Robert, 2004, p.457-464.. La nature (phusis), dont traite la « physique », se définit par le mouvement. Tous les êtres naturels ont en eux-mêmes immédiatement et par essence un principe de mouvement et de fixité. Ils sont qualifiés d'« automobiles » lorsqu'ils sont ainsi animés d'un mouvement propre, à l'instar de l'arbre qui pousse sans qu'aucune action extérieure ne s'exerce sur lui, ou d'un corps qui tombe vers le sol. Ces êtres sont dits « en repos » lorsqu'ils ont atteint leur état naturel le plus parfait (le plus conforme à leur essence). Pour Aristote, c'est le passage de la puissance à l'acte – l'énergie de la puissance qui se déploie tout le temps de l'accomplissement – qui constitue le mouvement. Le mouvement est ainsi energeia atelês (« énergie non finalisée »), action dont la mise en œuvre n'atteint pas (encore) sa fin. Il équivaut à « un acte, mais incomplet ou imparfait »Aristote, Physique, III, 2, 201b 32.
Bien qu'on puisse la considérer comme une théorie au sens propre du terme, la physique aristotélicienne n'en reste pas moins proche des intuitions courantes lorsqu'elle associe à tout mouvement un « moteur »S. Roux, « Force (physique) », in D. Lecourt (dir.), Dictionnaire d'histoire et de philosophie des sciences, Paris, PUF, 1999, p. 419-421. et une finalité : de même que tout effet a une cause, tout mouvement a en particulier un moteur dirigé vers un état final. La définition du mouvement comme acte conjoint d'un mobile et d'un moteur implique que le mouvement s'arrête avec l'action du moteur : il ne peut persévérer de lui-même que lorsque le moteur réside dans le corps mobile lui-même, ce qui est le cas avec les êtres naturels, mais non avec les artéfacts (roues, projectiles, etc.). Lorsque l'état final est atteint, le mouvement cesse. C'est donc sur le modèle de la dynamique humaine qu'Aristote construit sa dynamique générale, où le mouvement s'apparente à une tendance qui s'exerce en continu sur un être jusqu'à ce qu'il atteigne sa position naturelle. Qu'il s'agisse des mouvements naturels qui procèdent d'une tendance intérieure, ou des mouvements violents dépendant d'une puissance extérieure, il y a toujours une force qui est cause du mouvement.
=== Limpetus des scolastiques ===
Selon Aristote, l'action du moteur sur le mobile suppose leur contact. La persistance du mouvement des projectiles constitue alors un problème qui va se poser de façon plus vive à la fin du Moyen Âge dans la pensée scolastique. La théorie scolastique de l'''impetus (« impulsion ») tente de résoudre ce problème, tout en s'intégrant dans le paradigme aristotélicien. D'après cette théorie, lorsque le moteur entre en contact avec le mobile, il peut lui communiquer un impetus, qui est une sorte de force motrice capable de le mouvoir un certain temps. Cette impulsion s'use progressivement, à un rythme qui dépend de la quantité de force motrice qui a transité dans le mobile, ce qui explique que les projectiles finissent par s'arrêter. Les corps ont donc la capacité d'intérioriser une force, mais il ne peut y avoir de mouvement sans l'exercice actuel de cette force.
La théorie de limpetus donne lieu à des discussions passionnées, d'un intérêt pratique incontestable au moment où se développe l'artillerie. Il s'agit alors de déterminer la forme précise de la trajectoire d'un projectile provenant d'une arme à feu. C'est dans ce contexte que le savant parisien Albert de Saxe introduit une troisième étape dans la théorie à deux étapes héritée de la tradition avicennienne. Durant l'étape initiale, l'impetus est dominant, et la gravité inhérente au projectile est considérée comme négligeable : le résultat est un mouvement en ligne droite. Lors d'une seconde étape, la gravité se rétablit et la trajectoire du projectile commence à s'écarter de la ligne droite en suivant une courbe régulière. Puis, lors de l'étape finale, l'impetus est complètement dépensé, et la gravité seule entraîne le projectile vers le bas le long d'une ligne verticale. Cette théorie constitue l'une des premières tentatives de mathématisation de la force gravitationnelle.
Galilée : une première conception mécaniste du mouvement 170px|vignette|Portrait au crayon de Galilée. La première conception moderne du mouvement est due à Galilée qui conçoit le mouvement indépendamment de la force et fonde ainsi la mécanique moderne. Son Dialogue sur les grands systèmes du monde, publié en 1632, et ses Discours sur deux sciences naturelles, paru en 1638, contribuent de façon décisive à la constitution de la mécanique moderne en partant de l'idée que certains mouvements n'ont pas besoin de cause pour persévérer. Il y développe les deux thèses suivantes:
Le mouvement n'est pas une force ou un processus qui affecte la nature même des choses, mais une modification de leurs relations dans l'espace en fonction du temps. Le mouvement relève alors de la même catégorie que le repos, défini comme la conservation de ces mêmes relations. Ce n'est pas le mouvement qui doit être expliqué, mais le changement de mouvement. Dans le cas de la chute libre des corps, ce n'est pas l'existence du mouvement des corps lourds vers le centre de la terre qui pose un problème, mais son accélération dont Galilée a prouvé qu'elle était uniforme.
Malgré sa conception mécaniste et relativiste du mouvement, Galilée conserve la notion de force pour rendre compte du mouvement « violent » ou artificiel, que l'analyse de la chute libre des corps ne permet pas de comprendre. Il s'inspire alors de l'étude des machines simples : la force est ce qu'on applique à une machine simple, tel qu'un levier ou une poulie, pour élever un poids. La force est un mouvement violent qui s'oppose au mouvement naturel qui conduit les corps vers le bas.
Newton : « force imprimée » et « gravitation universelle »
Alors que pour Galilée, les corps ne tombent pas naturellement sous l'action d'une force extérieure, mais en vertu d'une tendance naturelle qu'ils ont tous en tant que corps lourds (« corps graves ») et qui les dirige vers le centre de la terre, Isaac Newton rompt avec la conception « internaliste » et téléologique du mouvement pour ne retenir que l'action qui s'exerce de l'extérieur, de façon purement mécanique. Contrairement à Descartes qui réduit la force à la réalisation d'un mouvement, Newton place la force au fondement de sa physique. Par ailleurs, il privilégie un type de force qui semble à son époque particulièrement mystérieuse : la gravitation.
Au début des Principia Mathematica, paru en 1687, Newton distingue deux espèces de force :
la vis insita ou force inertielle : « pouvoir de résistance par lequel chaque corps persévère […] dans son état actuel de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite. » ; la vis impressa ou force imprimée : « action exercée sur un corps, qui a pour effet de changer son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme ».
La force inertielle est ce qui résiste à un changement de mouvement, alors que la force imprimée est précisément ce qui engendre un tel mouvement. Associée à l'idée de mouvement, la force se réduit donc à la force imprimée. La prétendue force inertielle correspond à ce que l'on appellera plus tard le « principe d'inertie », principe ou loi qui pose que le mouvement rectiligne uniforme et le repos sont des états qui se conservent d'eux-mêmes. Dès lors, la force d'inertie devient superflue pour expliquer le mouvement inertiel des corps : elle se manifeste seulement lorsqu'un corps résiste à une action extérieure. À proprement parler, la force ne concerne plus que les modifications du mouvement. La seconde loi de Newton établit en ce sens que le changement du mouvement est proportionnel à la force imprimée.
L’œuvre de Newton instaure une séparation de fait entre l'analyse mathématique de la force, seule réalisable par l'intelligence humaine, et l'explication physique. Parce que la notion d'attraction est physiquement incompréhensible, la seule chose que peut faire le physicien est de la mettre en équation. Newton définit ainsi la gravitation universelle comme une force mystérieuse qui s'exerce à distance et instantanément. Elle correspond à l'action d'une masse ponctuelle m1 sur une masse ponctuelle m2 qui est proportionnelle au produit de m1 et de m2, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
À la suite de Newton et jusqu'au milieu du , l'objectif des physiciens va être d'adapter son analyse mathématique à toute la physique, et de décrire l'ensemble des phénomènes, y compris psychiques, en termes de forces conçues sur le mode de l'attraction universelle. Le philosophe Johann Friedrich Herbart, premier penseur à avoir tenté d'élaborer une psychologie scientifique, transposera même le concept newtonien de force d'attraction au domaine des idées et des représentationsL. Lambrichs, « Johann Friedrich Herbart », dans Encyclopaedia Universalis – Dictionnaire des philosophes, Paris, Albin Michel, 1998..
Leibniz et la métaphysique de la force
La force ne fait pas chez Leibniz l'objet du même type de définition que chez Newton. Il ne s'agit pas pour lui d'un phénomène physique s'exerçant sur des corps, ou d'une caractéristique de ces corps, mais bien d'une réalité métaphysique dont l'idée permet d'éclairer celle de « substance »J. Poulain, « Force », in M. Blay (dir.), Dictionnaire des concepts philosophiques, Paris, Larousse/CNRS éditions, 2013, p. 333 : :
« Je dirai que la notion de vis ou virtus (que les Allemands appellent Kraft, les Français la force), à laquelle je destine pour l'expliquer la science particulière de la Dynamique, apporte beaucoup de lumière à la vraie notion de substance. »G. W. Leibniz, De la réforme de la philosophie première et de la notion de substance, 1694, repris dans Balibar, Vocabulaire européen des philosophies – Dictionnaire des intraduisibles, 2004, p. 461.