STEVIN SIMON (1548-1620)

Apports en physique

Dans le domaine de la physique, Stevin est un acteur essentiel de la mathématisation de la statique. Il apparaît ainsi comme le continuateur le plus important d’Archimède. Il formule pour la première fois dans De Beghinselen des Waterwichts (« Les principes de l’hydrostatique ») le « paradoxe hydrostatique », à savoir que la pression d’un liquide sur le fond d’une cuve ne dépend que de la hauteur de la colonne de liquide, indépendamment de sa forme.

Mais c’est la démonstration du principe du plan incliné (l’une des machines simples de l’Antiquité) qu’il considère comme sa plus grande découverte. Stevin imagine, dans le traité De Beghinselen der Weeghconstpublié en 1856 (« Les principes de l’art pondéraire ou la statique », traduction française d’Albert Girard en 1634), un triangle reposant sur sa base placée à l’horizontale et dont les deux autres côtés sont tels que l’un est deux fois plus long que l’autre. Il dispose sur ce triangle une chaîne composée de quatorze globes égaux en grandeur et en poids, placés à égale distance sur le fil et susceptibles de tourner sans frottement. Il y a sur le petit côté deux globes et quatre sur le grand. Supposons (afin de réfuter cette proposition) que dans ce système l’ensemble le plus pesant soit celui des quatre boules placées sur le grand côté. Comme on sait d’autre part que les huit boules placées en dessous de la base du triangle sont équilibrées entre elles, si la supposition initiale est exacte, l’inégalité des pesanteurs respectives doit alors entraîner un déséquilibre et provoquer le mouvement de descente de la partie supposée la plus lourde et une remontée de la plus légère, les boules montantes remplaçant les descendantes. Or, ce premier mouvement, reproduisant à l’identique le déséquilibre qui l’a provoqué, sera suivi d’un second mouvement, ce second d’un troisième, « et ainsi de suite, ce mouvement n’aurait aucune fin, ce qui est absurde ». Ainsi, cette démonstration par l’absurde permet de rejeter la supposition initiale : si l’inégalité des pesanteurs conduit à une absurdité, il faut conclure que les quatre boules placées sur le grand côté ont la même pesanteur que les deux placées sur le petit côté et s’équilibrent. Stevin postule ainsi l’impossibilité du mouvement perpétuel pour démontrer indirectement que, sur le plan incliné, les pesanteurs relatives sont entre elles dans le rapport inverse des longueurs des côtés, ce qui revient au théorème du triangle des forces. Stevin estimait que cette construction idéale donnait une telle force à sa démonstration qu’il en utilisait la figure comme marque personnelle sur certains de ses ouvrages, entourée de la devise Wonder en isgheen Wonder(« Un miracle, et ce n’est pas un miracle »).

Par cette formule, il entendait que les effets naturels pouvant être considérés comme miraculeux avant leur explication rationnelle étaient tous susceptibles d’une telle explication, et perdaient ainsi leur apparent caractère de miracle. Plus généralement, Stevin apparaît comme l’un des premiers promoteurs d’une philosophie mécanique, qui identifie tout ou partie des phénomènes naturels à des mécanismes analogues à ceux des machines artificielles – et qui, de ce fait, rend les machines en quelque sorte naturelles et, inversement, la nature artificielle.