La science – De la Renaissance à l’ère moderne

La science sort du moyen âge

 

La science - L'homme de vitruve par Leonard de Vinci

L’homme de Vitruve par Léonard de Vinci.

Renaissance et « science classique »

La Renaissance de la science est une période qui se situe en Europe à la fin du Moyen Âge et au début des Temps modernes. Cette période permit à l’Europe de se lancer dans des expéditions maritimes d’envergure mondiale. Elles sont connues sous le nom de grandes découvertes.

De nombreuses innovations furent popularisées, comme la boussole ou le sextant. La cartographie se développa, ainsi que la médecine, grâce notamment au courant de l’humanisme.

Selon l’historien anglais John Hale, ce fut à cette époque que le mot Europe entra dans le langage courant. Il fut doté d’un cadre de référence appuyé sur des cartes et des images affirmant son identité visuelle et culturelle. La science, comme discipline de la connaissance acquit ainsi son autonomie. elle acquit également ses premiers grands systèmes théoriques. Michel Blay parle du « chantier de la science classique ». Cette période est abondante en descriptions, inventions, applications et en représentations du monde.

Naissance de la méthode scientifique

Francis Bacon

Francis Bacon.

Francis Bacon (1561 – 1626) est le père de l’empirisme. Il pose le premier les fondements de la science et de ses méthodes. Dans son étude des faux raisonnements, sa meilleure contribution a été dans la doctrine des idoles. Il écrit que la connaissance nous vient sous forme d’objets de la nature. Ensuite il affirme que l’on y impose nos propres interprétations.

D’après Bacon, nos théories scientifiques sont construites en fonction de la façon dont nous voyons les objets. L’être humain est donc biaisé dans sa déclaration d’hypothèses. Pour Bacon, « la science véritable est la science des causes ». S’opposant à la logique aristotélicienne qui établit un lien entre les principes généraux et les faits particuliers. Il abandonne la pensée déductive, qui procède à partir des principes admis par l’autorité des Anciens. Il la remplace par l’« interprétation de la nature », où l’expérience enrichit réellement le savoir.

Méthode Bacon

En somme, Bacon préconise un raisonnement et une méthode fondés sur le raisonnement expérimental.

« L’empirique, semblable à la fourmi, se contente d’amasser et de consommer ensuite ses provisions. Le dogmatique, telle l’araignée ourdit des toiles dont la matière est extraite de sa propre substance. L’abeille garde le milieu. Elle tire la matière première des fleurs des champs, puis, elle la travaille et la digère. (…) Notre plus grande ressource, celle dont nous devons tout espérer, c’est l’étroite alliance de ses deux facultés. L’expérimentale et la rationnelle, union qui n’a point encore été formée ».

Pour Bacon, comme plus tard pour les scientifiques, la science améliore la condition humaine. Il expose ainsi une utopie scientifique, dans la Nouvelle Atlantide (1627). Elle repose sur une société dirigée par « un collège universel » composé de savants et de praticiens.

De l’« imago mundi » à l’astronomie

La science - Héliocentrisme

Représentation de la mécanique céleste au sein du système de Nicolas Copernic.

Directement permise par les mathématiques de la Renaissance, l’astronomie s’émancipe de la mécanique aristotélicienne. Elle fut retravaillée par Hipparque et Ptolémée. La théologie médiévale se fonde quant à elle sur deux modèles.

  • D’une part sur le modèle d’Aristote,
  • D’autre part sur le dogme de la création biblique du monde.

C’est surtout Nicolas Copernic, qui met fin au modèle aristotélicien de l’immuabilité de la Terre. Sa doctrine a permis l’instauration de l’héliocentrisme.

« avec Copernic, et avec lui seul, s’amorce un bouleversement dont sortiront l’astronomie et la physique modernes. »

Explique Jean-Pierre Verdet, Docteur ès sciences.

L’héliocentrisme

Repris et développé par Orge Joachim Rheticus, l’héliocentrisme sera confirmé par des observations. Il en acquit la certtitude en observant les phases de Vénus et de Jupiter par Galilée (1564 – 1642). Celui-ci mettait par ailleurs au point une des premières lunettes astronomiques, qu’il nomma « télescope ». Dans cette période, et avant que Galilée n’intervienne, la théorie de Copernic reste confinée à quelques spécialistes. Elle ne rencontre que des oppositions ponctuelles de la part des théologiens. Les astronomes restant le plus souvent favorables à la thèse géocentrique. Néanmoins, en 1616, le Saint-Office publie un décret condamnant le système de Copernic et mettant son ouvrage à l’index. En dépit de cette interdiction, « Galilée adoptera donc la cosmologie de Copernic. Il construira une nouvelle physique avec le succès et les conséquences que l’on sait ». C’est-à-dire qu’il permettra la diffusion des thèses héliocentriques.

Portrait de Galilée

Portrait de Galilée.

Les mouvements célestes

  • Kepler dégagera les lois empiriques des mouvements célestes alors que Huygens décrira la force centrifuge.
  • Newton unifiera ces approches en découvrant la gravitation universelle.
  • Tycho Brahe observera de nombreux phénomènes astronomiques comme une nova et fondera le premier observatoire astronomique, « Uraniborg ». Il y fit l’observation d’une comète en 1577.
  • Johannes Kepler, l’élève de Brahe qu’il rencontre en 1600, va, quant à lui, amorcer les premiers calculs à des fins astronomiques. Il permit la prévoyance précise d’un lever de Terre sur la Lune et en énonçant ses « trois lois » publiées en 1609 et 1619.
  • Avec Huygens la géométrie devient la partie centrale de la science astronomique. Faisant écho aux mots de Galilée et se paraphrasant par l’expression.
  • « le livre du monde est écrit en mathématique ».

  • Avec tous ces astronomes, et en l’espace d’un siècle et demi (jusqu’aux Principia de Newton en 1687) beaucoup de choses vont changer. La représentation de l’univers passe d’un « monde clos à un monde infini » selon l’expression d’Alexandre Koyré.

De l’alchimie à la chimie

Art ésotérique depuis l’Antiquité, l’alchimie est l’ancêtre de la physique au sens d’observation de la matière. Selon Serge Hutin, docteur ès Lettres spécialiste de l’alchimie, les « rêveries des occultistes » bloquèrent néanmoins le progrès scientifique. Au XVIe siècle et au XVIIe siècle ces mirages qui nourrirent l’allégorie alchimique ont considérablement influencé la pensée scientifique. L’expérimentation doit ainsi beaucoup aux laboratoires des alchimistes. Ils découvrirent de nombreux corps répertoriés plus tard par la chimie.

  • L’antimoine,
  • Des acides comme l’acide sulfurique
  • Ou le phosphore par exemple.

Les instruments des alchimistes furent ceux des chimistes modernes, l’alambic par exemple. Selon Serge Hutin, c’est surtout sur la médecine que l’alchimie eut une influence notable. Elle a apporté des médications minérales et a contribué à l’élargissement de la pharmacopée.
En dépit de ces faits historiques, le passage de l’alchimie à la chimie demeure complexe. Pour le chimiste Jean-Baptiste Dumas :

« La chimie pratique a pris naissance dans les ateliers du forgeron, du potier, du verrier et dans la boutique du parfumeur ». « L’alchimie n’a donc pas joué le rôle unique dans la formation de la chimie ; il n’en reste pas moins que ce rôle a été capital ».

Pour la conscience populaire, ce sont les premiers chimistes modernes qui pèsent et mesurent les éléments chimiques. Ils consomment le divorce entre chimie et alchimie. De nombreux philosophes et savants sont ainsi soit à l’origine des alchimistes. Tous s’y intéressent, tels (Roger Bacon ou Paracelse) ou même Francis Bacon et plus tard Isaac Newton.

Ne pas confondre

C’est une erreur de confondre l’alchimie avec la chimie. La chimie moderne est une science qui s’occupe uniquement des formes extérieures. Dans ces formes l’élément de la matière se manifeste [alors que] (…) L’alchimie ne compose rien »

selon F. Hartmann. Elle est davantage comparable à la botanique. En somme, ces deux disciplines soient liées, par l’histoire et leurs acteurs. Mais la différence réside dans la représentation de la matière.

  • Combinaisons chimiques pour la chimie,
  • Manifestations du monde inanimé comme phénomènes biologiques pour l’alchimie.

Pour Bernard Vidal, l’alchimie a surtout :

« permis d’amasser une connaissance manipulatoire, pratique, de l’objet chimique (…). L’alchimiste a ainsi commencé à débroussailler le champ d’expériences qui sera nécessaire aux chimistes des siècles futurs ».

La chimie naît ainsi comme discipline scientifique avec Andreas Libavius (1550 – 1616) qui publie le premier recueil de chimie. Ce recueil était en lien avec la médecine et la pharmacie. Il classifie les composés chimiques et donne les méthodes pour les préparer. Plus tard Nicolas Lémery (1645 – 1715) publiera le premier traité de chimie faisant autorité avec son Cours de chimie. Ce traité contenait la manière de faire les opérations qui sont en usage dans la médecine, par une méthode facil. Les raisonnements sur chaque opération, était accessibles pour l’instruction de ceux qui voulaient s’appliquer à cette science en 1675. Johann Rudolph Glauber (1604 – 1668) ou Robert Boyle apportent quant à eux de considérables expérimentations portant sur les éléments chimiques.

Émergence de la physiologie moderne

De nombreuses découvertes médicales et des progrès sont effectués dans la connaissance de l’anatomie. En particulier après la première traduction de nombreuses œuvres antiques d’Hippocrate et de Galien aux XVe siècle et XVIe siècle. Elles permettent des avancées notables en matière d’hygiène et de lutte contre la mortalité.

André Vésale jette ainsi les bases de l’anatomie moderne.

  • Le fonctionnement de la circulation sanguine est découverte par Michel Servet.
  • Les premières ligatures des artères sont réalisées par Ambroise Paré.

Diffusion du savoir

Le domaine des techniques progresse considérablement grâce à l’invention de l’imprimerie par Johannes Gutenberg au XVe siècle. Cette invention bouleversa la transmission du savoir. Le nombre de livres publiés devient ainsi exponentiel. La scolarisation de masse devint possible, et les savants purent débattre par l’intermédiaire des comptes-rendus de leurs expérimentations. La science devient ainsi une communauté de savants. Des académies des sciences surgissent, à Londres, Paris, Saint-Pétersbourg et Berlin.

Les journaux et périodiques prolifèrent, tels le Journal des savans, Acta Eruditorum, Mémoires de Trevoux etc. Mais les domaines du savoir y sont encore mêlés et ne constituent pas encore totalement des disciplines. La science, bien que s’institutionnalisant, fait encore partie du champ de l’investigation philosophique. Michel Blay dit ainsi.

« Il est très surprenant de séparer, pour la période classique, l’histoire des sciences de l’histoire de la philosophie. Tout aussi étonnant pour ce que l’on appelle l’histoire littéraire. »

Galileo et Viviani par Tito Lessi

Galileo et Viviani par Tito Lessi.

Finalement la Renaissance permet, aux disciplines scientifiques de la matière, la création de disciplines et d’épistémologies distinctes. Elles sont réunies par la scientificité, elle-même permise par les mathématiques, car, selon l’expression de Pascal Brioist.:

« La mathématisation d’une pratique conduit à lui donner le titre spécifique de science ».

Michel Blay voit ainsi dans les débats autour de concepts clés, comme ceux d’absolu ou de mouvement, de temps et d’espace.

Les « Lumières » et les grands systèmes scientifiques

Au XVIIe siècle, la « révolution scientifique » est permise par la mathématisation de la science. Les universités occidentales avaient commencé à apparaître au XIe siècle. Mais ce n’est qu’au cours du XVIIe siècle qu’apparaissent les autres institutions scientifiques. On voit apparaitre notamment l’Accademia dei Lincei, fondée en 1603 (ancêtre de l’Académie pontificale des sciences). Les académies des sciences et les sociétés savantes apparaissent également à cette époque. Les sciences naturelles et surtout la médecine se développèrent durant cette période.

L’Encyclopédie

La science - Encyclopédie des Sciences de Diderot et D'Alembert

Encyclopédie des Sciences de Diderot et D’Alembert.

Un second changement important par rapport au siècle précédent trouve son origine en France, avec les Encyclopédistes. Ce mouvement intellectuel défend l’idée qu’il existe une architecture scientifique et morale du savoir. Le philosophe Denis Diderot et le mathématicien d’Alembert publient en 1751 une Encyclopédie. Il s’agit de l’Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers. Elle a permis de faire le point sur l’état du savoir de l’époque. L’Encyclopédie devient ainsi un hymne au progrès scientifique.

Avec l’Encyclopédie naît également la conception classique que la science doit son apparition à la découverte de la méthode expérimentale. Jean le Rond D’Alembert s’explique ainsi, dans le Discours préliminaire de l’Encyclopédie (1759).

« Ce n’est point par des hypothèses vagues et arbitraires que nous pouvons espérer de connaître la nature. C’est (…) par l’art de réduire autant qu’il sera possible, un grand nombre de phénomènes à un seul. Il faut qu’il puisse être regardé comme le principe (…). Cette réduction constitue le véritable esprit systématique, qu’il faut bien se garder de prendre pour l’esprit de système ».

Rationalisme et science moderne

La période dite des Lumières initia la montée du courant rationaliste, provenant de René Descartes puis des philosophes anglais. Thomas Hobbes et David Hume, qui adoptèrent une démarche empirique. Ils mettaient l’accent sur les sens et l’expérience dans l’acquisition des connaissances, au détriment de la raison pure.

Des penseurs, également scientifiques (comme Gottfried Wilhelm von Leibniz, qui développa les mathématiques et le calcul infinitésimal.

Emmanuel Kant, le baron d’Holbach, dans son Système de la nature, dans lequel il soutient l’athéisme contre toute conception religieuse.

Le matérialisme et le fatalisme, c’est-à-dire le déterminisme scientifique.

Pierre Bayle avec ses Pensées diverses sur la comète) firent de la Raison (avec une majuscule) un culte au progrès.

Les découvertes d’Isaac Newton. Sa capacité à confronter et à assembler les preuves axiomatiques et les observations physiques en un système cohérent. Cela donna le ton de tout ce qui allait suivre son exemplaire Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

En énonçant en effet la théorie de la gravitation universelle, Newton inaugura l’idée d’une science comme discours tendant à expliquer le monde. Il était considéré comme rationnel car ordonné par des lois reproductibles. L’avènement du sujet pensant permet la naissance des sciences humaines.

Un individu peut décider par son raisonnement propre et non plus sous le seul joug des us et coutumes. John Locke raisonna sur l’économie, la démographie, la géographie ou encore la psychologie.

Naissance des grandes disciplines scientifiques

Carl Von Linné

Carl Von Linné.

La majorité des disciplines majeures de la science se consolident, dans leurs épistémologies et leurs méthodes, au XVIIIe siècle. La botanique apparaît avec Carl von Linné qui publie en 1753 Species plantarum. Il est considéré comme le point du départ du système du binôme linnéen et de la nomenclature botanique. La chimie naît avec Antoine Laurent de Lavoisier qui énonce en 1778 la loi de conservation de la matière. Il identifie et baptise l’oxygène. Les sciences de la terre font aussi leur apparition. Comme discipline, la médecine progresse également avec la constitution des examens cliniques et les premières classification des maladies. William Cullen et François Boissier de Sauvages de Lacroix font beaucoup avancer ce domaine de la science.

XIXe siècle

La biologie connaît au XIXe siècle de profonds bouleversements avec la naissance de la génétique. Les travaux de Gregor Mendel, le développement de la physiologie, l’abandon du vitalisme démontrent de nouvelles découvertes. La synthèse de l’urée qui démontre que les composés organiques obéissent aux mêmes lois physico-chimique que les composés inorganiques.
L’opposition entre science et religion se renforce avec la parution de L’Origine des espèces en 1859 de Charles Darwin. Les sciences humaines naissent, la sociologie avec Auguste Comte, la psychologie avec Charcot et Wilhelm Maximilian Wundt.

Claude Bernard

Le docteur Claude Bernard

Le docteur Claude Bernard.

Claude Bernard (1813-1878) est un médecin et physiologiste, connu pour l’étude du syndrome de Claude Bernard-Horner.
Il est considéré comme le fondateur d’article détaillé. Ce médecin rédige la première méthode expérimentale, considérée comme le modèle à suivre de la pratique scientifique. Ensuite, il énonce les axiomes de la méthode médicale dans son Introduction à l’étude de la médecine expérimentale (1865). En premier lieu il eu l’idée que l’observation doit réfuter ou valider la théorie :

« La théorie est l’hypothèse vérifiée après qu’elle a été soumise au contrôle du raisonnement et de la critique. Une théorie, pour rester bonne, doit toujours se modifier avec le progrès de la science. elle doit demeurer constamment soumise à la vérification et la critique des faits nouveaux qui apparaissent. Si l’on considérait une théorie comme parfaite, sans jamais la vérifier par l’expérience scientifique, elle deviendrait une doctrine ».

Révolution Industrielle

Les Première et Seconde Révolutions Industrielles furent marquées par de profonds bouleversements économiques et sociaux. Cela fut permis par les innovations et découvertes scientifiques et techniques.

  • La vapeur.
  • L’électricité comptent parmi ces progrès notables qui ont permis l’amélioration des transports et de la production.

Les instruments scientifiques sont plus nombreux et plus sûrs.

  • Le microscope (à l’aide duquel Louis Pasteur découvre les microbes)
  • Ou le télescope se perfectionnent.
  • La physique acquiert ses principales lois, notamment avec James Clerk Maxwell. Il énonce les principes de la théorie cinétique des gaz ainsi que l’équation d’onde fondant l’électromagnétisme. Ces deux découvertes permirent d’importants travaux ultérieurs notamment en relativité restreinte et en mécanique quantique. Il esquisse ainsi les fondements des sciences du XXe siècle, notamment les principes de la physique des particules.
La science - Un des premiers microscopes

Un des premiers microscopes.

Une science « post-industrielle »

Tout comme le XIXe siècle, le XXe siècle connaît une accélération importante des découvertes scientifiques. On note l’amélioration de la précision des instruments, qui eux-mêmes reposent sur les avancées les plus récentes de la science. L’informatique qui se développe à partir des années 1950 et permet un meilleur traitement d’une masse d’informations toujours plus importante. Elle aboutit à révolutionner la pratique de la recherche.
Les échanges internationaux des connaissances scientifiques sont de plus en plus rapides et faciles. Toutefois, les découvertes les plus connues du XXe siècle précèdent la véritable mondialisation et l’uniformisation linguistique des publications scientifiques.

  • En 1971 la firme Intel met au point le premier micro-processeur.
  • En 1976 Apple commercialise le premier ordinateur de bureau.
  • Dans La Société post-industrielle, naissance d’une société d’Alain Touraine. Il présente les caractéristiques d’une science au service de l’économie et de la prospérité matérielle.

Complexification des sciences

De « révolutions scientifiques » en révolutions scientifiques, la science vit ses disciplines se spécialiser. La complexification des sciences explosa au XXe siècle, conjointement à la multiplication des champs d’étude. Parallèlement, les sciences viennent à se rapprocher voire à travailler ensemble. C’est ainsi que, par exemple, la biologie fait appel à la chimie et à la physique. tandis que cette dernière utilise l’astronomie pour confirmer ou infirmer ses théories (c’est l’astrophysique). Les mathématiques deviennent le « langage » commun des sciences. les applications sont multiples. Le cas de la biologie est exemplaire. Elle s’est divisée en effet en de nombreuses branches.

  • Biologie moléculaire,
  • Biochimie,
  • Biologie génétique,
  • Agrobiologie,
  • Etc…
La science - Débuts de l'informatique

L’informatique, l’innovation majeure du XXe siècle, a apporté une précieuse assistance aux travaux de recherche.

La somme des connaissances devient telle qu’il est impossible pour un scientifique de connaître parfaitement plusieurs branches de la science. C’est ainsi qu’ils se spécialisent de plus en plus et pour contrebalancer cela, le travail en équipe devient la norme. Cette complexification rend la science de plus en plus abstraite pour ceux qui ne participent pas aux découvertes scientifiques.

Développement des sciences humaines

Le siècle est également marqué par le développement des sciences humaines. Institutionnalisées dans la séparation que l’université française fait entre les facultés de sciences et médecine. Et celles de lettres, droit et sciences humaines. Les sciences humaines comportent de nombreuses disciplines.

  • Anthropologie.
  • Sociologie.
  • Ethnologie.
  • Histoire.
  • Psychologie.
  • Linguistique.
  • Morale.
  • Archéologie.
  • Économie.
  • Etc…

Les sciences cognitives proposent un modèle expliquant les facultés mentales ainsi que le comportement humain. La psychanalyse et les autres pratiques thérapeutiques naissent des grands courants théoriques.

La science - Exemple de Nanotechnologie

Exemple de Nanotechnologie.

L’avenir de la science au XXIe siècle

Le XXIe siècle est caractérisé par une accélération des découvertes de pointe, comme la nanotechnologie. Par ailleurs, au sein des sciences naturelles, la génétique promet des changements sociaux ou biologiques sans précédents. L’informatique est par ailleurs à la fois une science et un instrument de recherche. La simulation informatique permet d’expérimenter des modèles toujours plus complexes et gourmands en termes de puissance de calcul. La science se démocratise.

  • Des projets internationaux voient le jour (lutte contre le SIDA et le cancer, programme SETI, astronomie, détecteurs de particules etc.).
  • La vulgarisation scientifique permet de faire accéder toujours plus de personnes au raisonnement et à la curiosité scientifique.

L’éthique devient une notion concomitante à celle de science. Les nanotechnologies et la génétique surtout posent les problèmes de société futurs. À savoir, respectivement:

  • Les dangers des innovations pour la santé.
  • Et la manipulation du patrimoine héréditaire de l’homme.

Les pays avancés technologiquement créent ainsi des organes institutionnels chargé d’examiner le bien-fondé des applications scientifiques. Par exemple, des lois bioéthiques se mettent en place à travers le monde. Mais pas partout de la même manière, étant très liées aux droits locaux. En France, le Comité Consultatif National d’Éthique est chargé de donner un cadre légal aux découvertes scientifiques.

Erick de Noailles.