Histoire de la physique - Définition
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Moyen Âge
Le Moyen Âge a été réévalué depuis une trentaine d'années, par des historiens tels que Georges Duby, Jean Favier, Pierre Riché, ou Jacques Le Goff.
Au Moyen Âge précoce, à la suite des grandes invasions, l'occident a oublié une partie de l'héritage de l'Antiquité, surtout les textes de la Grèce antique. La période 550-750 peut être qualifiée de temps obscurs, au cours desquels se conserva malgré tout, grâce à Boèce, Cassiodore, Isidore de Séville, et Bède le Vénérable, un savoir de base autour des arts libéraux. Les arts libéraux formèrent l'enseignement de base des écoles carolingiennes. Cependant la physique n'en faisait pas partie.
La civilisation arabo-musulmane conserva la mémoire de la science grecque. Les principaux progrès scientifiques au cours du Haut Moyen Age sont d'ailleurs le fait de savants arabes (mathématiques, mécanique, médecine, astronomie) et indiens (mathématique, avec l'invention du zéro vers l'an 500).
La période de l'An mil n'est pas cette période de terreurs légendaires, image véhiculée par les historiens du XIXe siècle, comme Jules Michelet, mais plutôt une renaissance. Un peu avant l'An mil, un certain Gerbert d'Aurillac fit un séjour en Catalogne, dont il ramena des connaissances scientifiques, qui permirent de réintroduire le quadrivium en occident. Cette période voit ainsi le début de la mise en place d'outils mathématiques (algèbre, algorithmique, entre autres) qui seront précieux pour la suite
Le mot physique apparaît au XIIe siècle, dans le sens de médecine, science de la nature (aujourd'hui : sciences naturelles). La physique correspondait à l'un des traités d'Aristote, qui fut traduit à partir du XIIe siècle en occident. Dans la philosophie d'Aristote, l'observation de la nature tient en effet une grande place. Dans le sens plus proche de l'utilisation moderne du terme, on voit des progrès dans les techniques d'architecture (chantiers des églises romanes et gothiques), de navigation. Les disciplines sont la mécanique, la métallurgie, l'hydraulique, l'orfèvrerie,...
La physique en elle-même ne semble pas avoir fait encore de progrès décisifs dans cette période, hormis la mécanique, et la métallurgie.
Vers la fin du XVe siècle, le mot physique prit le sens de science des causes naturelles (première utilisation en 1487 selon le Petit Robert), toujours dans la philosophie scolastique.
Antiquité
Depuis l'Antiquité, on a essayé de comprendre le comportement de la matière : pourquoi les objets sans support tombent par terre, pourquoi les différents matériaux ont des propriétés différentes, et ainsi de suite. Les caractéristiques de l'univers, comme la forme de la Terre et le comportement des corps célestes comme la Lune et le Soleil étaient un autre mystère. Plusieurs théories furent proposées pour répondre à ces questions. La plupart de ces réponses étaient fausses, mais cela est inhérent à la démarche scientifique ; et de nos jours, même les théories modernes comme la mécanique quantique et la relativité sont simplement considérées comme « des théories qui n'ont pas pour le moment été contredites » (bien qu'elles soient dans leur état actuel incompatibles l'une avec l'autre).
Les théories physiques de l'Antiquité étaient dans une large mesure considérées d'un point de vue philosophique, et n'étaient pas toujours vérifiées par des expérimentations systématiques. Il est ici important d'avoir conscience que, dans la Grèce antique, la philosophie est née des débats et discours (logos) issus de l'observation de la nature (physikê en grec). On trouve donc les étymologies de beaucoup de termes employés aujourd'hui dans les sciences : suffixe -logie (technologie,...), et physique.
La physique était considérée dans la Grèce antique, au plus tard à l'époque des Stoïciens, mais sans doute déjà auparavant, comme une des trois branches de la philosophie. On ne la distinguait pas véritablement de la métaphysique.
Pour revenir à l'expérimentation, l'une d'entre elles jouera un rôle important : l'effet de rame brisée qui conduira à l'étude de la réfraction. Néanmoins, l'idée de méthode expérimentale commença d'être élaborée de manière précise par Epicure et les sceptiques, méthode qui jouera également un rôle important dans le développement de la médecine.
Hormis pour des précurseurs comme les philosophes de l'école milésienne, Démocrite, et bien d'autres, le comportement et la nature du monde étaient expliquées par l'action de dieux. Vers -600 av. J.-C., un certain nombre de philosophes grecs (par exemple Thalès de Milet) commençaient à admettre que le monde pût être compris comme le résultat de processus naturels. Certains reprirent la contestation de la mythologie amorcée par ce même Démocrite concernant par exemple les origines de l'espèce humaine. (Ils anticipaient en cela les idées de Charles Darwin — mais cela entre dans l'histoire de la biologie plutôt que dans celle de la physique.)
Faute de matériel expérimental perfectionné (télescopes...) et d'instruments précis de mesure du temps, la vérification expérimentale de telles idées était difficile sinon impossible. Il y eut quelques exceptions : par exemple, le penseur grec Archimède décrivit correctement la statique des fluides après avoir remarqué un jour, si l'on en croit la légende, que son propre corps déplaçait un certain volume d'eau alors qu'il entrait dans son bain. Un autre exemple remarquable fut celui d'Ératosthène, qui - persuadé pour d'autres raisons, dont les éclipses de lune que la Terre était sphérique - parvint à calculer sa circonférence en comparant les ombres portées par des bâtons verticaux en deux points éloignés de la surface du globe. En appliquant le résultat des mêmes observations à une Terre plate il en eût déduit la distance du soleil, ce qui nous rappelle que toute interprétation s'appuie nécessairement sur des présuppositions antérieures (voir inférence bayésienne).
Des mathématiciens grecs, dont à nouveau Archimède, ont songé à calculer le volume d'objets comme les sphères et les cônes en les divisant en tranches imaginaires d'épaisseur infiniment petite ; ce qui faisait d'eux des précurseurs, de près de deux millénaires, du calcul intégral. Mais ils comprenaient mal pourquoi on ne convergeait pas ainsi vers la valeur de
On connaît mal le détail des idées anciennes en physique et leurs vérifications expérimentales. La quasi-totalité des sources directes les concernant a été perdue lors des deux grands incendies de la bibliothèque d'Alexandrie : -48 avec plus de 40 000 rouleaux perdus, et 696 par le général `Amr ben al-`As qui présida à la destruction totale du fonds (hormis Aristote dont les rouleaux furent sauvés in extremis et clandestinement par des admirateurs de ses œuvres).
