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1.2.4. Du plein au vide

La faillite de l’artistotélisme ne concerne pas seulement le monde des étoiles et des planètes errantes : la découverte du vide par Torricelli (1643), confirmée par celles de Pascal à la verrerie de Saint-Sever et au Puy de Dôme (1648), réduit à néant un autre précepte cardinal de l’ancienne physique, l’horreur du vide.

Selon l’ancienne vision du monde, l’univers était plein, parce que la nature avait horreur du vide : natura abhorret vacuum, estimait Roger Bacon.

L’expérience quotidienne plaidait en faveur de cette horror vacui : comment expliquer, sans cette répugnance naturelle pour le vide, que l’eau reste dans un récipient fermé, dont le fond est percé seulement d’un trou ? Ou comment expliquer que les deux parois d’un soufflet bouché refusent de se décoller ?

La philosophie d’Aristote venait confirmer ces observations courantes, et leur donner une assise conceptuelle : Aristote explique que le mouvement dans le vide ne peut exister, car il serait nécessairement instantané, sans possibilité de définir un point de départ et d’arrivée. Le Stagirite fait ainsi de l’impossibilité structurelle du vide la pièce maîtresse de sa cinématique,

Au plan métaphysique, l’impossibilité du vide est une conséquence du principe parménidien selon lequel « le non-être n’est pas » : l’existence du vide donnerait, d’une certaine façon, une épaisseur et un contenu formel à l’inexistence absolue, ce qui est une contradiction dans les termes.

Au plan astronomique et cosmologique, l’existence supposée du vide poserait de redoutables problèmes : la position de la Terre, présumée occuper un point fixe et central dans un monde fermé, serait remise en cause par l’existence d’un « vide » qui borderait le cosmos et l’étendrait ainsi à l’infini.

Bref, toute la physique ancienne (cinématique, physique, métaphysique et cosmologie), reposait sur l’impossibilité du vide, véritable clef de voûte de l’aristotélisme : si ce dernier existait, en effet, on ne parvenait pas à expliquer comment des interactions pouvaient exister entre les choses. Le phénomène des marées, ou le magnétisme, devenaient incompréhensibles, car, s’ils se propageaient dans le vide, le vide cessait du coup de l’être. Les notions d’être et de néant se trouvaient bousculées jusqu’à l’impensable.

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Expérience de Torricelli
(gravure de 1923)

Or, différentes intuitions de Galilée, confirmées par des expériences successives, menées en Italie puis en France, débouchent sur la mise en évidence du vide et concluent à la réalité de cet étrange état de la matière, entre l’être et le néant.

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Les fontainiers de Florence
Pourquoi les fontainiers ne peuvent-ils aspirer l’eau à plus de 10,4 m de hauteur (18 brasses) ? Galilée étant décédé, c’est à Torricelli qu’ils poseront la question

Les plus spectaculaires de ces expériences sont celles de Evangelisto Torricelli (1608-1647) : en 1644, sollicité par les fontainiers de Florence, qui ne pouvaient aspirer l’eau à plus de 10,4 m au-dessus de l’Arno et qui ne pouvaient en deviner la raison, il montre qu’un tube rempli de mercure, si on le retourne dans une cuve rempli de mercure, se vide en partie, la colonne de mercure s’élevant à 0,76 m.

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Expérience de Torricelli

Blaise Pascal, en 1648, renouvelle l’expérience en mesurant la hauteur de la colonne au pied et au sommet du Puy-de-Dôme. Il en conclut que, d’une part, la partie vidée du tube est réellement occupée par du vide, d’autre part, que c’est la pression atmosphérique sur le mercure (la « pesanteur de l’air », comme on disait à l’époque) qui explique pourquoi celui-ci remonte partiellement dans le tube.

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L’expérience de Pascal au Puy-de-Dôme (1648)
Gravure d’après une représentation du XVIIIe siècle. Pascal comprend que la pression atmosphérique baisse avec l’altitude.

En devinant, puis en prouvant l’existence du vide, Galilée, puis surtout Torricelli et Pascal, provoquent l’effondrement de tout l’édifice de la science ancienne. C’est aussi un certain christianisme officiel, greffé sur la philosophie d’Aristote, qui se trouve ipso facto invalidée.

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Pascal, De l’équilibre des liqueurs (1648)

Voir en ligne : « Histoire du vide », par Pierre Marage, physique des particules, université libre de Bruxelles

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