Galilée, de son vrai nom Galileo Galilei, né à Pise le 15 février 1564, incarne pour beaucoup la naissance de l’esprit scientifique moderne au début du XVIIe siècle.
Fils de Vincenzo Galilei et de Giulia Ammannati di Pescia, il est l'aîné de leurs 7 enfants. La famille appartient à la petite noblesse et gagne sa vie dans le commerce. Vincenzo Galilei, son père, est luthier, musicien, chanteur, et auteur en 1581 d'un Dialogue de la musique moderne. Galilée fait preuve très tôt d'une grande habileté manuelle et d'un bon sens de l'observation.
Il est éduqué chez ses parents jusqu'à l'âge de 10 ans. Ceux-ci déménagent alors à Florence et le confient à un prêtre du voisinage. Par la suite, Galilée entre au couvent de Santa Maria de Vallombrosa et y reçoit une éducation religieuse. Deux ans plus tard, Vincenzo Galilei l'inscrit à l'université de Pise où il suit des cours de médecine, mais sans y porter de l'intérêt.
Dès 1583, Galilée est initié aux mathématiques par Ostilio Ricci, un ami de la famille, élève de Tartaglia. Ébloui par l'œuvre d'Euclide, n'ayant aucun goût pour la médecine et encore moins pour les disputes scolastiques et la philosophie aristotélicienne, Galilée réoriente ses études vers les mathématiques. Dès lors, il se réclame de Pythagore, de Platon et d'Archimède et contre l'aristotélisme.
Encore étudiant, il découvre la loi de l'isochronisme des pendules, première étape de ce qui sera la découverte d'une nouvelle science : la mécanique. Dans le courant humaniste, il rédige aussi un pamphlet féroce sur le professorat de son temps. Galilée commence par démontrer plusieurs théorèmes sur le centre de gravité de certains solides dans son Theoremata circa centrum gravitatis solidum et entreprend en 1586 de reconstituer la balance hydrostatique d'Archimède ou Bilancetta.
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En même temps, il poursuit ses études sur les oscillations du pendule pesant et invente le pulsomètre. Cet appareil permettait d'aider à la mesure du pouls et fournissait un étalon de temps, qui n'existait pas à l'époque.
En 1592, Galilée part enseigner à l'université de Padoue où il reste 18 ans. Padoue appartenait à la puissante République de Venise, ce qui garantissait à Galilée une grande liberté intellectuelle, l'Inquisition y étant très peu puissante. Venise est alors très réputée pour son arsenal, ce qui offre à Galilée de grandes possibilités. Il enseigne la mécanique appliquée, les mathématiques, l'astronomie et l'architecture militaire.
Depuis la mort de son père en 1591, Galilée doit subvenir aux besoins de la famille. Il est accaparé par ses tâches d'enseignement : il donne de nombreux cours particuliers à de riches étudiants qu'il héberge chez lui. En 1593, il rédige le Trattato di Forticazioni et le Trattato di Meccaniche à l'intention de ses étudiants de cours particuliers.
En 1597, il améliore et fabrique un compas de proportion, le compas géométrique et militaire, ancêtre de la règle à calcul, qui connaît un grand succès commercial.
En mai 1609, Galilée reçoit de Paris une lettre du Français Jacques Badovere, l'un de ses anciens étudiants, qui lui confirme une rumeur insistante : l'existence d'une lunette permettant de voir les objets éloignés. Sur cette seule description, Galilée, qui ne donne plus de cours à Cosme II de Médicis, construit sa première lunette. Contrairement à la lunette hollandaise, celle-ci ne déforme pas les objets et les grossit 6 fois, soit deux fois plus que sa concurrente.
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Le 21 août, venant à peine de terminer sa deuxième lunette (elle grossit huit ou neuf fois), il la présente au Sénat de Venise. La démonstration a lieu au sommet du Campanile de la place Saint-Marc. Galilée offre son instrument et en lègue les droits à la République de Venise, très intéressée par les applications militaires de l'objet. En récompense, Galilée est confirmé à vie à son poste de Padoue et ses gages sont doublés.
Pendant l'automne, Galilée continue à développer sa lunette. En novembre, il fabrique un instrument qui grandit une vingtaine de fois. Il prend le temps de tourner sa lunette vers le ciel. le monde « supralunaire » : qui part de la Lune et s'étend au-delà. Galilée quant à lui, observa une zone transitoire entre l'ombre et la lumière, le terminateur, qui n'était en rien régulière, ce qui par conséquent invalidait la théorie aristotélicienne. Galilée en déduit l'existence de montagnes sur la Lune et estime même leur hauteur à 7 000 mètres, davantage que la plus haute montagne connue à l'époque.
Le 7 janvier 1610, Galilée fait une découverte capitale : il remarque 3 petites étoiles à côté de Jupiter. Après quelques nuits d'observation, il découvre qu'elles sont quatre et accompagnent la planète. Ce sont les satellites de Jupiter, qu'il nomme les étoiles Médicées.
C'est sous le nom de balistique que la technique des projectiles produit au XVIe et au début du XVIIe siècle un savoir particulier. Sans doute le jet, au service de l'agressivité de l'homme, appartient à une expérience aussi lointaine que celle des machines simples de la statique, mais l'invention des armes à feu et l'usage de l'artillerie sur des distances très grandes, et avec des angles de tir variés, ont apporté des expériences radicalement nouvelles et provoqué des préoccupations théoriques. En premier lieu, celle de la détermination de la portée en fonction de l'angle de tir, dont il s'avère très vite qu'elle n'est pas indépendante d'une autre analyse plus délicate et moins accessible à l'expérience, la forme de la trajectoire.
La sollicitation en faveur d'une science du jet ne trouve pas devant elle un terrain vierge. On n'a pas attendu les couleuvrines pour s'intéresser au modèle significatif que constitue le mouvement des projectiles, c'est-à-dire à ce mélange de « naturel et de violent » (les deux catégories fondamentales de la tradition aristotélicienne) que réalise le lancer.
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La balistique extérieure peut être considérée comme une branche de la mécanique rationnelle. À ce titre, elle cherche à mettre sous forme d'équation le mouvement d'un projectile tiré par une bouche à feu ou celle d'un missile autopropulsé. La cinématique est la théorie qui, à l'intérieur de la mécanique, a pour objet la description des mouvements des systèmes matériels.
Si les premiers nous renseignent sur la conception et la fabrication de ces engins, ce sont les seconds qui nous montrent comment ils étaient utilisés. L’écrivain juif Flavius Josèphe, lors du conflit qui opposa Rome aux juifs nous narre en détails le siège de Jotapata en Galilée en 69 p.C. Voici un extrait qui indique la quantité et le type de machines de jet utilisés.
« Vespasien installa tout autour les pièces d’artillerie, en tout cent soixante engins et commanda de tirer sur les hommes postés sur le rempart. Alors, en même temps que les catapultes faisaient siffler leurs traits, les pierriers lançaient de grosses pierres d’un talent (env. 36kg), du feu, une grêle de flèches, tous projectiles qui rendaient intenable aux juifs non seulement le rempart mais encore, à l’intérieur, tout espace à la portée du tir. »
« Ce n’est pas seulement par le nombre des soldats que la légion remporte le plus souvent la victoire, mais par le choix des armes. La plus redoutable est cette espèce de javelot, à l’épreuve duquel il n’y a ni bouclier ni cuirasse, lorsqu’il est lancé par ces machines appelées carrobalistae. Chaque centurie a à sa suite une de ces machines tirée par des mulets, et servie par onze soldats ; plus elles sont grandes, plus elles chassent loin et raide les javelots dont on les charge : on ne s’en sert pas seulement pour la défense des camps ; on les place encore sur le champ de bataille, derrière les pesamment armés ; et ni la cavalerie, ni l’infanterie, armées de boucliers, ne résistent aux traits qu’elles lancent.
| Machine | Description | Utilisation |
|---|---|---|
| Baliste | Machine qui se bande par des cordes ou de lin ou de boyaux. | Lancer des javelots à grande distance. |
| Catapulte | Sert à lancer des pierres, dont on détermine la pesanteur suivant la longueur et la grosseur des cordes. | Lancer des pierres lourdes. |
| Scorpion | Petit lanceur de flèche à deux bras. | Lancer des flèches. |
| Onagre | Lanceur de boulet à un seul bras. | Lancer des boulets. |
| Carrobalistae | Espèce de javelot, à l’épreuve duquel il n’y a ni bouclier ni cuirasse. | Lancer des javelots. |
L’utilisation de balistes et d’onagres est toujours d’actualité dans l’armée byzantine au 6ème siècle, les balistes projettent des traits dont on découvre les dimensions et la nature de l’empennage mais leur description étonne surtout avec cette corne creuse, suspendue avec une chaîne de fer, et appuyé sur une barre qui ne ressemble en rien avec ce que l’on connaît par ailleurs sur les balistes.
Voici un passage de Tacite qui narre l’exploit d’un « commando suicide » lors de la bataille de Crémone (69 p.C.) afin de réduire au silence une énorme baliste ennemie en détruisant les cordages servant aux ressorts de torsion.
« Pour raffermir ses lignes ébranlées, Antonius fit avancer les prétoriens. Arrivés en présence, ils repoussent l’ennemi, puis en sont repoussés. Les Vitelliens avaient réuni toutes leurs machines sur le milieu de la route, afin qu’elles battissent librement et à découvert ; car auparavant leurs coups dispersés allaient se briser contre les arbres, sans nuire à l’ennemi. Une baliste d’une grandeur extraordinaire, appartenant à la quinzième légion, écrasait les Flaviens avec d’énormes pierres. Elle eût fait dans leurs rangs un vaste carnage, sans l’action mémorable qu’osèrent deux soldats.
Avec Galilée, ce n’est pas uniquement l’origine de la science moderne qui est en jeu mais aussi l’histoire de ses pratiques, de ses acteurs, des lieux où elle s’élabore et des questions nouvelles qu’elle pose à la théologie, catholique ou protestante, suscitant, à partir du XVIIe siècle, tensions et oppositions, parfois violentes, avec l’Église. Pour le comprendre, l’historien peut s’appuyer sur les traces abondantes laissées par le savant, dont une œuvre et une riche correspondance tant professionnelle que personnelle.
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