Aristote a-t-il vraiment figé la science pendant deux mille ans ?

Une corde entre deux pierres

Prenez deux pierres taillées dans la même roche, une grosse et une petite, et admettez ce que chacun croit avoir vu cent fois, que la grosse tombe plus vite. Donnons-lui la vitesse huit, et à la petite la vitesse quatre. Attachez-les maintenant par une corde et lâchez le tout. Plus lente, la petite devrait retenir la grosse, tandis que la grosse entraînerait la petite, si bien que l’attelage descendrait à une vitesse intermédiaire, quelque part au-dessous de huit. Or l’attelage pèse davantage que la grosse pierre seule, et la règle admise au départ exige alors qu’il tombe plus vite que huit.

Une seule hypothèse, deux conclusions qui s’excluent.

Le raisonnement est de Galilée. On le lit dans la première journée des Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Discours concernant deux sciences nouvelles), imprimés à Leyde chez Elzevier en 1638, au tome VIII de l’édition nationale de ses œuvres, pages 107 et 108. Galilée le confie à Salviati, son porte-parole, qui l’oppose à Simplicio, l’avocat d’Aristote, avec les chiffres huit et quatre. Simplicio s’avoue désorienté. Quelques répliques plus tôt, il avait pourtant défendu son auteur en lecteur attentif, en relevant qu’Aristote écrit « nous voyons » et qu’il a donc dû faire l’essai. Sagredo, le troisième interlocuteur, avait répliqué qu’un boulet de cent livres et une balle de mousquet d’une demi-livre, lâchés de deux cents coudées, n’arrivent pas au sol à un empan d’écart.

De la corde, Salviati tire une conclusion plus étroite qu’on ne le répète. Les grands et les petits corps tombent à la même vitesse, dit-il, pourvu qu’ils aient la même gravité spécifique, autrement dit qu’ils soient faits d’une même matière ou d’une matière de même densité. Une balle de liège et une balle de plomb restent hors du raisonnement, et Sagredo le relève peu après.

Un réquisitoire signé Russell

La scène des Discorsi a donné sa forme à une accusation, qui a gardé quelque chose du personnage de Simplicio. Sous sa forme la plus nette, on la lit en 1945 au début du chapitre XIX de l’History of Western Philosophy de Bertrand Russell, le chapitre consacré à la Métaphysique (traduction française d’Hélène Kern, Gallimard, 1952). Au terme de sa longue domination, écrit Russell, l’autorité d’Aristote était devenue presque aussi incontestée que celle de l’Église, et elle faisait obstacle au progrès, en science comme en philosophie. Depuis le début du XVIIᵉ siècle, poursuit-il, presque toute avancée intellectuelle sérieuse a dû commencer par l’attaque d’une doctrine aristotélicienne, et en logique c’est encore le cas au moment où il écrit.

L’accusation repose sur mieux qu’une formule. Jean Philopon avait démonté au VIᵉ siècle l’explication aristotélicienne du projectile, où l’air déplacé revient pousser la flèche par derrière, et des péripatéticiens l’enseignaient encore au XVIᵉ siècle, comme le relève la notice que la Stanford Encyclopedia of Philosophy consacre à Philopon. Galilée lui-même écrit ses deux grands livres sous forme de dialogues contre un aristotélicien, ce qui suppose un adversaire bien réel dans les chaires de son temps. Une doctrine qui survit à sa réfutation pendant un millénaire fournit un argument sérieux à ceux qui parlent de science figée.

Russell ne s’arrête pourtant pas au réquisitoire. Dans le même paragraphe, il ajoute que l’accident aurait été au moins aussi désastreux si l’un des prédécesseurs d’Aristote, Démocrite peut-être excepté, avait acquis la même autorité, et il demande d’oublier à la fois la gloire posthume excessive du philosophe et la condamnation posthume, tout aussi excessive, qui l’a suivie. Sa phrase mêle en réalité deux affirmations qu’il faut séparer. La première porte sur une théorie et dit qu’elle était fausse. La seconde porte sur une histoire et dit que cette théorie a été maintenue par autorité, et non par ses raisons, pendant près de deux millénaires. Le chiffre lui-même est arrondi, puisqu’entre la mort d’Aristote en 322 avant notre ère et les Discorsi il s’écoule un peu plus de dix-neuf siècles et demi. Pour juger la seconde affirmation, il faut d’abord savoir ce que dit la théorie.

Physique, livre IV, chapitre 8

Aristote ne traite pas la chute des corps pour elle-même. La question qui l’occupe dans les chapitres 6 à 9 du livre IV de la Physique est celle du vide, le kenon, que les atomistes Leucippe et Démocrite tiennent pour la condition du mouvement, puisque sans espace vide où se déplacer rien ne pourrait bouger. En 215a, Aristote retourne l’argument et soutient que le mouvement, loin d’exiger le vide, le rend impossible. Son raisonnement part d’un constat qu’il introduit par le verbe horômen, « nous voyons », celui-là même que Simplicio invoquera. Un même corps se meut plus ou moins vite pour deux raisons, soit parce que le milieu traversé diffère, eau, air ou terre, soit parce que, toutes choses égales d’ailleurs, il l’emporte sur un autre en poids ou en légèreté (215a25). Le milieu ralentit d’autant plus qu’il est dense et difficile à diviser, si bien qu’un corps traverse l’air plus vite que l’eau, dans le rapport même où l’air est plus subtil que l’eau. Le vide n’a aucune densité, et le néant n’entre en rapport avec aucun nombre, de sorte qu’un mouvement à travers le vide dépasserait tout rapport et s’accomplirait sans durée, ce qui est impossible. Par un autre chemin, le poids conduit au même point. Le plus lourd tombe plus vite parce qu’il fend mieux le milieu, mais dans le vide il n’y a rien à fendre, et tous les corps iraient à la même vitesse, conséquence qu’Aristote juge elle aussi impossible (216a13-21). La conclusion arrive en 217b20, où il déclare manifeste, d’après ce qui précède, que le vide n’existe pas.

Le mouvement de l’argument tient en trois temps. Un corps tombe d’autant plus vite qu’il est lourd et que le milieu lui résiste peu. Dans le vide, sans résistance, la vitesse n’aurait plus de mesure finie et tous les corps tomberaient ensemble. Ces deux conséquences étant absurdes aux yeux d’Aristote, il en conclut que le vide n’existe pas.

La proportion entre poids et durée reçoit sa forme la plus explicite dans un autre traité, Du ciel, au livre I, chapitre 6, en 273b30-274a2 (traduction de Catherine Dalimier et Pierre Pellegrin, GF-Flammarion, 2004). Un poids donné parcourt une distance donnée en un temps donné, un poids plus grand la parcourt en moins de temps, et les temps sont inversement proportionnels aux poids, de sorte qu’un poids double met deux fois moins de temps.

Avant de sourire, on peut faire l’essai que suggère le physicien Carlo Rovelli dans un article de 2015 consacré à cette physique. Une pièce de monnaie et une feuille de papier lâchées ensemble n’arrivent pas au sol en même temps. Un caillou qui coule dans un verre d’eau prend presque aussitôt une vitesse constante, plus grande s’il est plus lourd, et bien plus faible que dans l’air. Le monde qu’il décrit est celui où nous vivons, plein d’air et d’eau, où personne n’a jamais vu tomber un corps dans le vide.

Le passage de 216a réserve une surprise au lecteur des Discorsi. L’égalité des vitesses dans le vide, qu’Aristote écarte comme absurde, est exactement ce que Salviati affirme quelques pages après la corde, au tome VIII, page 116, lorsqu’il soutient que si l’on supprimait entièrement la résistance du milieu, toutes les matières descendraient à la même vitesse. Les deux hommes ont posé le même calcul et lui ont donné des signes opposés.

Le grammairien d’Alexandrie

L’objection la plus précise contre la loi de proportion ne vient pas de Galilée. Vers 517, à Alexandrie, Jean Philopon rédige un commentaire de la Physique dans lequel il cesse, par endroits, de commenter pour réfuter. Élève du néoplatonicien Ammonios, il n’a jamais tenu la chaire de philosophie et resta un grammatikos, un professeur de lettres. Le texte grec a été édité par H. Vitelli dans les Commentaria in Aristotelem Graeca, aux tomes XVI et XVII (Berlin, Reimer, 1887-1888), et la notice de la Stanford Encyclopedia of Philosophy, qui retient la date de 517, y relève des traces de révision.

Aux pages 682 à 684 de cette édition, Philopon en appelle à l’expérience. Si l’on lâche en même temps, de la même hauteur, deux corps de poids très différents, on constate que le rapport de leurs temps de chute ne suit pas celui de leurs poids et que la différence de temps est très faible (683). L’objection frappe la prémisse de proportion au cœur même de l’argument contre le vide, et elle ne vient pas seule. Quelques pages plus haut, en 639-642, Philopon remplace l’air qui pousse la flèche par une force motrice incorporelle, que le lanceur imprime au projectile et qui s’épuise en route, et il en tire en 681 que le milieu freine le mouvement au lieu de l’entretenir. Dès lors, rien n’interdit de concevoir un mouvement à travers le vide.

Le surnom de Philoponos signifie « ami de l’effort ». Selon la même notice, il pourrait désigner l’appartenance à un groupe de chrétiens zélés d’Égypte qui se donnaient ce nom plutôt qu’un trait de caractère.

Une phrase qu’Aristote n’a jamais écrite

Le passage des Discorsi où Salviati se moque d’Aristote contient une citation. Aristote, dit-il, affirme qu’une boule de fer de cent livres tombée de cent coudées touche le sol avant qu’une boule d’une livre soit descendue d’une seule coudée, alors que l’essai montre deux doigts d’écart, derrière lesquels on ne saurait cacher les quatre-vingt-dix-neuf coudées du philosophe (tome VIII, page 109). Cette phrase ne se lit sous cette forme dans aucun traité d’Aristote. Elle transpose en chiffres la proportion de Du ciel, I, 6, comme le note Viktor Blåsjö dans une étude de 2021, encore à l’état de prépublication et délibérément polémique, qui relève aussi que la prémisse décisive de la corde, l’idée que le plus lent retarde le plus rapide quand on les attache, ne figure nulle part chez Aristote.

La difficulté s’aggrave quand on relit 215a. Aristote parle de corps qui traversent un milieu, et Galilée teste sa règle dans l’air, sur des chutes trop courtes pour que les corps atteignent une vitesse stable. Carlo Rovelli, dans l’article qu’il a publié en 2015 au Journal of the American Philosophical Association, soutient que pour un corps qui tombe dans un fluide, une fois sa vitesse stabilisée, le plus lourd va effectivement plus vite, comme Aristote l’affirme, même si la proportion simple est fausse. Lequel des deux Aristote Galilée a-t-il réfuté, celui de la proportion chiffrée ou celui de la chute dans un milieu ?

Les textes ont leurs éditions, la Physique traduite par Pierre Pellegrin en GF-Flammarion (2000) et le commentaire de Philopon dans l’édition berlinoise de Vitelli. Il faut maintenant les reprendre un à un, dans l’ordre où ils ont été écrits : la proportion de Du ciel et l’usage qu’Aristote en fait réellement, la réponse d’un poète épicurien, l’objection d’Avempace et la réfutation d’Averroès, les interdictions parisiennes de 1210 et de 1215 puis la condamnation de 1277, l’impetus de Buridan, et le traité du mouvement que Galilée a gardé dans ses papiers.