La physique d'Aristote est une description de la nature qu'a proposée Aristote (384-322 ) dans son ouvrage Physique. Au , son approche est désuète, même si sa théorie des quatre éléments est évoquée à l'occasion.

Le philosophe grec a tenté d'établir des principes généraux pour les changements dont les corps naturels sont les sièges, qu'ils soient vivants, inanimés, célestes ou terrestres y compris les mouvements (changements par rapport à un lieu), les changements quantitatifs (changements par rapport à la taille ou au nombre), les changements qualitatifs et les changements substantiels (« devenir » [venir à l'existence, génération] ; « disparaître » [ne plus exister, « corruption »]). Sa physique couvre un champ de la connaissance aujourd'hui fragmenté en plusieurs domaines, dont la philosophie de l'esprit, l'expérience sensorielle, la mémoire, l'anatomie et la biologie. Sa physique constitue le fondement d'une partie de son œuvre.

Les concepts centraux de la physique d'Aristote sont la structuration du cosmos en sphères concentriques, avec la Terre au centre et les sphères célestes autour. La sphère terrestre est constituée des quatre éléments (terre, air, feu et eau, tous sujets à changer et à dégénérer). Les objets constitués de ces quatre éléments sont dotés de mouvements naturels : ceux composés de terre et d'eau tendant à tomber ; ceux d'air et de feu tendent à monter. La vitesse de leur déplacement dépend de leur masse et de la densité du médium. Aristote a avancé que le vide ne peut exister puisque les vitesses y seraient infinies. Ce qui l'a mené à proposer un cinquième élément : l'éther immuable, pour les sphères célestes.

Pour le philosophe grec, quatre causes expliquent les changements vus sur la Terre : la matérielle, la formelle, l'efficiente et la finale. La s'appuie sur l'observation des types naturels, à la fois basiques et de groupes auxquels ils appartiennent. Il n'a jamais conduit d'expériences dans le sens moderne du terme ; il s'est appuyé sur des données, des observations de procédures (telle la dissection) et a fait des hypothèses sur les relations entre les quantités mesurables (telles la taille des corps et les durées de vie).

Méthodes

Même s'ils sont cohérents avec l'expérience humaine courante, les principes d'Aristote ne s'appuient pas sur des expériences contrôlées et mesurables. Elles n'expliquent donc pas notre univers de façon précise et mesurée, une attente exigée par la science moderne. Les contemporains du philosophe grec, tel Aristarque de Samos, ont rejeté ces principes en faveur de l'héliocentrisme. Leurs idées n'ont toutefois pas été largement acceptées, car le rejet des principes était difficile en s'appuyant uniquement sur les observations quotidiennes. Les développements de la méthode scientifique ont permis de défier les conceptions d'Aristote, notamment grâce à des expériences et à des mesures de plus en plus précises (par exemple, avec la pompe à vide et le télescope).

Concepts

Éléments et sphères

Aristote a considéré l'univers comme des sphères terrestres « corruptibles » et où les humains vivent et se meuvent, ainsi qu'en sphères célestes immuables. Aristote croit que n'importe quel objet des sphères terrestres peut être façonné avec quatre éléments qu'il suffit de quatre éléments pour façonner : la terreLe terme « terre » n'est pas une allusion à la planète Terre, qui comprend une grande quantité d'éléments chimique., l'airLes éléments d'Aristote ne sont pas les éléments chimiques modernes. Donc, l'air d'Aristote n'est pas l'air que les êtres vivants respirent., le feu et l'eauLes éléments d'Aristote ne sont pas les éléments chimiques modernes. Donc, l'eau d'Aristote n'est pas l'eau que les êtres vivants boivent.. Il soutient également que les cieux sont constitués d'éther, un cinquième élément sans poids et incorruptible (c'est-à-dire qui ne peut être modifié). L'éther est aussi appelé « quintessence », ce qui signifie « cinquième être ».

Aristote considère les substances lourdes, tels le fer et d'autres métaux, constitués principalement de l'élément terre, les trois autres éléments terrestres étant en petites quantités. Les substances légères comprennent moins de terre relativement aux trois autres éléments.

Les quatre éléments n'ont pas été conçu par Aristote, mais par Empédocle. Cette théorie a été abandonnée au profit des éléments chimiques, substances découvertes empiriquement par les chercheurs à partir du .

Sphères célestes

Selon Aristote, le Soleil, la Lune, les planètes et les étoiles sont emboîtés dans des parfaites « sphère de cristal » qui tournent éternellement à des rythmes fixes. Parce que ces sphères ne peuvent changer, sauf tourner, le mouvement de la sphère terrestre du feu explique le feu, la lumière stellaire et les météoritesAristote, Météorologiques.. La sphère la plus basse, la Lune, est la seule sphère céleste qui entre en contact avec la matière sublunaire susceptible de changement, entraînant les éléments raréfiés du feu et de l'air qui se trouvent sous elle pendant sa rotation. Les sphères célestes sont composées d'un élément spécial, l'éther, éternel et immuable, dont la seule capacité est le mouvement circulaire uniforme à un rythme précis (relativement au mouvement diurne de la sphère la plus extérieure des étoiles fixes).

Les « sphères de cristal », concentriques et éthérées, qui portent le Soleil, la Lune et les étoiles tournent continuellement et éternellement. Les sphères sont emboîtées les unes dans les autres pour justifier les « étoiles errantes », c'est-à-dire les planètes qui, au contraire du Soleil, de la Lune et des étoiles, se déplacent de façon erratique dans le ciel. Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne sont les seules planètes visibles à l'œil nu, ce qui explique que les planètes Neptune et Uranus ne sont pas des étoiles errantes dans le cadre de la modèle aristotélicien, ni les astéroïdes d'ailleurs. Plus tard, la théorie des sphères concentriques a été délaissée au profit du modèles des épicycles de Claude Ptolémée.

Changements terrestres

À l'opposé de l'éther céleste, éternel et immuable, chacun des quatre éléments terrestres peut se transformer en l'un des deux autres éléments qui partagent au moins une propriété. Par exemple, le froid et humide (l'eau) peut changer en chaud et humide (l'air) ou le froid et sec (la terre). Le feu est obtenu à la suite de deux transformations.

Ces propriétés sont attribuées à une substance réelle en fonction du travail qu'elle peut accomplir, à savoir chauffer ou refroidir, dessécher ou humidifier. Les quatre éléments existent seulement en fonction de cette capacité et relativement à un travail potentiel. Puisque l'élément céleste est immuable, seuls les quatre éléments peuvent « devenir » et « disparaître » ; Aristote, dans son De Generatione et Corruptione (), indique « génération » et « corruption ».

Place naturelle Aristote justifie la gravité en affirmant que tous les objets se déplacent vers leur place naturelle. Pour les éléments terre et eau, cette place est au centre (géocentrique) de l'UniversAristote, De Caelo, II. 13-14.. La place naturelle de l'eau est une coquille concentrique parce que la terre est plus lourde (elle coule dans l'eau). La place naturelle de l'air est aussi une coquille concentrique qui entoure celle de l'eau (les bulles montent dans l'eau). Finalement, la place naturelle du feu est plus élevée que celle de l'air mais avant celle de la sphère céleste la plus basse (qui soutient la Lune).

Dans le livre Delta de son ouvrage Physique (IV.5), le philosophe grec définit topos (place) selon deux corps, l'un comprenant l'autre : une « place » est la surface intérieure du premier (qui contient le corps) qui touche la surface extérieure du second (le corps qui est contenu). Cette définition a dominé le discours philosophique jusqu'au début du , même si elle a été remise en question et débattu par des philosophes depuis l'AntiquitéPar exemple : .. La première critique qui s'appuie sur des arguments géométriques remonte au par le polymathe arabe Alhazen.

Mouvement naturel Les objets terrestres montent ou tombent, de façon plus ou moins prononcée, selon les proportions des quatre éléments dont ils sont composés. Par exemple, la terre, l'élément le plus dense, et l'eau, tombent vers le centre du cosmos ; donc, la planète Terre et la majorité de ses eaux, sont déjà au repos. Pour les deux autres éléments moins denses, l'air et le feu, s'élèvent en s'éloignant du centre du cosmos.

Les éléments d'Aristote ne sont pas des substances philosophiques ou des substances dans le sens moderne du terme. Ce sont des abstractions utilisées pour expliquer les natures et les comportements variables de matériaux selon les proportions d'éléments.

Le mouvement et le changement sont fortement reliés dans la physique aristotélicienne. Le mouvement implique un changement d'une puissance à un acte.. Le philosophe grec donne comme exemples quatre types de changements : en substance, en qualité, en quantité et en position.

Aristote propose que la vitesse à laquelle deux corps de forme identique coule ou tombe est directement proportionnelle à leur poids et inversement proportionnelle à la densité du médium dans lequel ils se déplacent. Pour les objets se déplaçant dans un médium sans résistance, Aristote mentionne qu'il n'y a pas de limite à leur vitesse. Plus tard, Galilée (1564-1642) démontre que les hypothèses d'Aristote ne s'appliquent pas puisque des objets de poids différents soumis à la gravité atteignent le sol en même temps.

En exceptant les tendances naturelles à s'élever et à tomber des objets, les mouvements artificiels ou forcés de façon transversale sont les effets de collisions turbulentes, de glissements et de transmutations entre les élémentsAristote, De Generatione et Corruptione. Dans son ouvrage Metaphysique, Aristote examine les accidents (, symbebekòs), mouvements qui n'ont aucune cause apparente, qu'il affirme avoir été provoqués par la chanceAristote, Metaphysique V, 1025a25.

Continuum et vide Aristote argue contre les indivisibles de Démocrite (entités distinctes des particules notion décrite et utilisée par les philosophes-scientifiques à partir du et des atomes au sens moderne). Puisqu'il ne contient rien, Aristote plaide également contre le vide. En effet, puisqu'il n'oppose aucune résistance, tous les objets qui l'entourent devraient le remplir immédiatement. Il est donc impossible de former un vide permanent..

Le vide de l'astronomie moderne (comme le Vide local adjacent à la Voie lactée) a un effet opposé : ultimement, les corps décentrés sont expulsés du vide à cause de l'attraction des objets galactiques qui l'entourent.

Quatre causes

Selon Aristote, quatre causes expliquent tout changement. Il écrit : « nous ne connaissons pas une chose avant d'avoir compris son pourquoi, c'est-à-dire sa cause »

..

Les quatre types de causes sont : matérielle, formelle, efficiente et finale Ouvrage édité auparavant chez William Heinemann Ltd. à Londres en 1933 et 1989Aristote discute aussi des quatre causes dans son Physique, livre B, chapitre 3..

Matérielle La cause matérielle d'une chose est ce de quoi elle est constituée. Pour une table, ça pourrait être du bois ; pour une statue, ça pourrait être du bronze ou du marbre.

Formelle La cause formelle d'une chose est une propriété essentielle qui en fait ce type de chose. Dans Métaphysique, livre A, Aristote insiste que la forme est étroitement reliée à l'essence et la définition. Il mentionne par exemple que le rapport 2:1, et les nombres en général, est la cause de l'octave.

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