Le principe d'inertie, formulation moderne (loi fondamentale)

Descartes l'appelle simplement loi de la nature. Quelle est la différence entre loi et principe ? Il ne s'agit pas d'une simple loi, on parle de la loi de la chute des corps, car cette loi dérive des principes de l'inertie. La découverte cartésienne du principe d'inertie ne ressemble pas à la loi de la chute des corps.

Il y a une différence entre ce que nous avons vu dans le premier chapitre et ce que nous allons voir dans le 2ème.

Chez Galilée, il y a une évolution, loi de la chute des corps. Le rapport entre la vitesse et le temps, et il corrige cela en 1638, la version définitive de la loi de la chute des corps.
Chez Descartes, le principe d'inertie est donné dès le début, il n'y a pas d'évolution sur ce point là.
Cet aspect fondateur a été écrit vers 1632, il apprend la condamnation de Galilée, contrairement aux principes de la philosophie, il ne le présente pas. Il est plus tardif pour sa publication. Dans le monde de Descartes, on trouve ce principe clairement énoncé :
"chacune des parties d'un corps à continuer son mouvement en ligne droite."  (écrit vers 1632, Le monde ou le traité de la lumière)
"tout corps qui se meut tend à continuer son mouvement en ligne droite. En remontant, on a déjà la formulation qui nous est connu par le texte des principes de la philosophie (II partie, article 39)
Cette formlation est acquise dès la jeunesse (formulation de Descartes dans la physique) qui exprime la tendance d'un mouvement à continuer son mouvement en ligne droite. Cela ne veut pas dire qu'on ne puisse pas réfléchir sur la découverte cartésienne. Il y a par ailleurs, la question, le fait que le principe d'inertie apparaît ici pour la première fois dans l'histoire.
En cours de philosophie terminale es, l'évolution historique qui sous-tend cette formulation, on voit qu'il y a des différences entre les deux manières de formuler et de présenter même si ces manières nous donnent des indices en faveur de la compréhension de l'histoire.
Il faut bien marquer la priorité de Descartes, autant sur ce point, Descartes était en retrait en ce qu'il concerne la chute, il s'est trompé.
Autant, ici il s'est trompé concernant la chute du mouvement qui persiste et qui perdure en réfléchissant sur les conséquences de la nouvelle science, il ne donne pas de formulation générale. Il s'agit toujours d'un mouvement circulaire alors que chez Descartes, c'est un corps qui tend à contrôler son mouvement en ligne droite, ce mouvement est rectiligne et donc nullement circulaire, Galilée nous dit que ce mouvement perdure, il n'en fait pas une loi, il le dit en passant.
Descartes en fait une loi, c'est une loi de la nature. Ce mouvement, ce principe d'inertie soulève d'autres problèmes, comment comprendre le mouvement et à savoir si la terre est en mouvement ou pas ? Si on estime que le mouvement tend à se faire et à perdurer en ligne droite et il faudra répondre à d'autres questions, pourquoi les planètes ont un mouvement circulaire en ellipse, qu'est-ce que l'apesanteur?  Question à laquelle il ne répond pas parce qu'il ne veut pas donner d'explication précise.
Kepler envoi ses livres à Galilée et n'est pas emballé. Pour Descartes, il n'y  a pas d'importance, le tourbillon va provoquer les marées, lorsque sa taille va passer elle fait une pression sur l'eau
Il ne saisit pas l'importance du résultat de Kepler qui est lié au fait que l'ellipse est apparentée à la parabole et l'hyperbole. L'orbite de la lune est une chute de la terre. La parabole devient ellipse à partir d'un certain moment. C'est plus éliptique que circulaire.
Galilée reprend son clan incliné, il demande à Simplicio ce qu'il arriverait sur une surface plane, matière dure et grave. Il répond que le mouvement continuera aussi longtemps que cette surface qui s'élève et se baisse; Le mouvement serait pareillement sans fin. L'aristotélicien est amené sur cette expérience de penser que ce mouvement perdure.
Cette surface qui ne s'abaisse ni ne s'élève, n'est autre qu'une surface sphérique, c'est la surface qui épouse la surface de la terre. Salviati pose la question : on pense à un mouvement potentiellement indéfini, ce corps est la terre elle même et la surface sphérique. Galilée donne un exemple circulaire.
Koyré dit qu'il n'a pas le principe d'inertie, il pense un mouvement circulaire. Descartes pense un mouvement rectiligne. Une telle importance du mouvement dans toute la tradition. Le mouvement circulaire est parfait au moment où il reproduit éternellement le même, c'est lié à la conception du monde cosmos qui est sphérique.
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C'est parti

Problème du mouvement rectiligne : où va le corps ?

Il faut donc un univers infini, alors que pour Aristote, l'univers est fini.
Galilée ne se prononce pas sur ce point là, alors que pour Descartes, le mouvement est défini. Il n'en fait pas une loi. Ce mouvement est toujours pensé comme un mouvement circulaire. Pour Descartes, c'est une conséquence. Le monde est indéfini, seul Dieu est infini. C'est une infinitude qui est physique par opposition à l'infinititude théologique.
Le principe là où Galilée n'y parvient pas. Descartes est engagé dans une notion aristotélicienne du mouvement : motus, kinésis, cette définition est imcompréhensible pour Descartes. Descartes feint de ne pas comprendre car il veut se débarasser de la conception artistotélicenne qui consiste à concevoir le mouvement de son point de départ et de son point d'arrivée.
Définition aristotélicienne consiste à remplacer par un autre mouvement. Mais alors on comprend tout de suite qu'il propose une conception aristotélicienne, le mouvement c'est le changement par rapport au corps avoisinnant, il perdure de lui même 'il n'y a pas de cause qui l'empêche. Ce n'est plus processus c'est un état.
Galilée bati en l'air où Descartes ne fera pas pareil, il va procéder par des procédures simples et distinctes, il va développer une physique, qu'il commence à exposer dans le monde.
Il y a de la matière qui peut se distinguer par sa taille mais qui n'a rien à voir avec le mouvement en trois états :
  •  Il y a le même mouvement qui s'applique à toute la matière qui est simplement un déplacement des uns par rapport aux autres.
  • Il y a une physique, une astronomie avec des tourbillons qui emportent des planètes et qui débouchent sur une cosmologie différente de la conception.
  • Il donne une pluralité de systèmes stellaires qui s'éparpillent dans l'espace qui s'étend à l'infini.
Il faut bien comprendre qui est dieu pour savoir ce qu'il a crée (il prend la métaphore de l'arbre); dieu pour Descartes est un dieu feignant qui ne fait que mettre de la matière en mouvement.
Alors que Newton est actif, il est capable d'établir quelque chose de matériel.
On trouve une négation du cosmos antique : il dégage la conception profonde de ces travaux scientifiques. Galilée peut se mettre en mi chemin. Cela implique une rupture radicale avec Aristote. La notion aristotélicienne est incompréhensible et inutile.
Il n'y a pas d'aménagement possible de la philosophie aristotélicienne, il a cette volonté de batir une nouvelle science en redéfinissant le lieu, le système astronomique, il prend différentes conceptions de la philosophie aristotélicienne.
Pourquoi les choses revenaient pourquoi. Il  y a pas lieu d'accepter le repos, il faut accepter le repos qui est un mouvement des corps par rapport aux corps moyens qui privilégie le mouvement, c'est ce qui est premier au monde, c'est la teneur de l'idée de la physique cartésienne.
Comment justifier ce principe d'inertie ?
Descartes est convaincu que tout corps qui se meut tend à justifier en ligne droite, il va proposer une expérience simple celle de la fronde, on tourne et on lache la pierre va continuer à circuler en ligne droite une fois qu'elle va être lachée.
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La dioptrique: rapport entre les figures et la réalité : option philosophique.
Cette expérience concrète est à l'esprit de Descartes, la pierre va tout droit aussitot qu'elle en est sortie.
Exemple repris dans les principes de la philosophie qui nous permet de comprendre et non pas d'imposer; difficulté à comprendre que les corps qui se tiennent de 'autre coté.
La fronde est une simple illustration, cela nous met en chemin. Ce mouvement tend à continuer indifiniment car c'est le propre de toute action physique de l'univers et du fait même du créateur.
Dieu est constant. On ne peut imaginer un dieu qui ne serait pas constant. L'image doit être douée de cette propriété. I'lmutanéité divine. Le dieu des philosophes n'est pas capricieux. Idées que dieu a mis en moi en me créant comme être raisonnable.
Quand je pense que j'exerce ma raison, c'est une manière de montrer que je corresponds au monde; qu'est-ce qui assure le lien entre ce qu'il se passe dans ma tête qui colle avec le monde : on n'hallucine pas quand tout fonctionne normalement.
Ce que l'on réussi à construire scientifiquement, correspond à quelque chose dans le monde. On ne peut pas imaginer dieu autrement. La conscience divine est rectiligne. Il y a des causes qui infléchissent le mouvement, pour les planètes c'est le tourbillon.
On a une justification qui passe par la théologie, le problème est singulièrement redoutable: qu'est-ce qui justifie le principe d'inertie ? 
Le scientifique donne une définition.
Henri Poincaré: principe de la nature : il n'y a pas de justification epérimentale, on ne voit jamais des corps en mouvements inertials on voit toujours des corps en mouvement.  Il y a toujours des forces de gravitation. Ces principes sont suggérés par l'expérience mais dépassent l'expérience. La justification du principe c'est qu'avec cela je peux construire une physique efficace. Le principe d'inertie est une définition efficace qui pourra justifier ce qu'on pourra faire. Cette réponse curieuse de Descartes soulève un problème réel, on va chercher une justification vérification, alors qu'il n'y en a pas.
Le principe d'inertie est appelé par Descartes, loi de la nature (chez les anciens on ne trouve pas cette expression, on parle des nomoi : les lois qui concernent l'humain dictées par la cité, il y a les lois civiles, on dit qu'il y a des lois qui obéissent à des lois). Ce qui rend plus acceptable c'est qu'il y a un grand législateur qui a institué ces nomoi.
L'instruction des rapports fomulés, les lois c'est ce qu'on va pouvoir formulé de manière conscise. Descartes pour le principe d'inertie, va formuler trois lois:
- "chaque chose demeure en l'état qu'elle pendant que rien ne le change"
- "tout corps qui se meut tend à continuer son mouvement en ligne droite"
Un corps qui se meut en rencontre un autre qui puisse mouvoir, il en perd autant qu'il lui en donne.
Les états perdurent dans une durée
Communication du mouvement qui peut changer de sujet, on peut mettre un objet en mouvement, il faut comprendre comment cela se passe, le mouvement ne disparait pas, il est préservé et conservé.
Nous confondons les deux premières lois sous le principe d'inertie, lorsqu'on dit qu'il ne peut se modifier en lui même, ni en vitesse ni en direction. Descartes sépare la direction et la quantité de mouvement; La direction peut changer du fait des chocs, ce qui est conservé c'est la quantité du mouvement. Dieu concerne la quantité de mouvement dans l'univers.
le rythme dans tout ça ? La vitesse est un rythme ? entendre la vitesse au sens de rythme ?

Le mouvement ne se crée pas ni ne se détruit.

Lois de la nature, la première chose est que Descartes a rejeté le vide, un corps va nécessairement rencontrer d'autres corps ès le premier instand de son mouvement et le mouvement réel va être un mouvement dévié, c'est pourquoi il dit un corps tend à se mouvement.
Descartes en vient en subtilité, on va interroger dieu, logiquement, on va l'interroger, on remonte de nos idées claires et distinctes, on a un rapport direct avec lui.
Article 39, il consacre le mouvement non pas comme il a pu être auparavante mais au moment où il le conserve dans l'instant.
Le physicien fait le même calcul que dieu, on calcule dans la durée alors qu'il ne faut pas si on veut savoir le mouvement de la fronde, c'est à l'instanteté.
Du monde au principe de la philosophie, Descartes a amélioré sa formulation; trois lois au total: tout ceci est inseré dans une présentation générale de la philosophie qui vient compléter ce qu'il a dit :
- La première règle pose la conservation du mouvement, et la deuxième un mouvement rectiligne. Conception synthétique, conscise, il développe cela dans le cadre de sa physique qui est à la fois de tous les phénomènes du monde et qui est présenté selon un ordre précis.
Cela renvoi aux lois du choc. Il y a un effort pour donner lieu à des règles précises pour calculer le mouvment précise, quelles sont les données de cette mécanique des corps qui s'entre-choquent ?
Descartes s'est confronté à un problème en refusant le vide, et le plein, son principe d'inertie ne lui sert pas à grand chose. Comment calculer le mouvement qui est heurté à un moment et heurte à chaque moment un autre corps.
Cette physique cartésienne est mathématique sans mathématique. Les lois du mouvement dans un plein correspond aux lois de newton
Descartes dit que dieu conserve cette même quantité de mouvement de la matière multipliée par la vitesse. Conservation de l'énergie synétique. QU'est-ce qu'il se conserve exactement ? Descartes s'est focalisé sur une considération trop simple.
Connception aristotélicienne : le rythme vite lent, rapport indépendament de l'espace temps. La conception moderne va réunir le rapport espace temps

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !