CELSA-Histoiredessciences 02/03/17
Histoire des sciences Fondements du savoir, institutionnalisation
des sciences & enjeux contemporains 2016–2017
Cours 3: « Naissance des sciences empiriques »
David Aubin
Programme 2015–2016
1. (jeudi 17 nov. 2016, 14h-16h) Les fondements du savoir scientifique: l’exemple de la révolution astronomique
2. (jeudi 24,nov. 2016, 14h-16h) La révolution astronomique
3. (jeudi 8 déc. 2016, 14h-16h) Naissance des sciences empiriques
4. (vendredi 13 jan. 2017, 16h-18h) Révolution scientifique et Lumières: sciences d’experts, Sciences pour le peuple, sciences pour l’Etat.
5. (jeudi 26 jan., 14h-16h) Une histoire naturelle des technosciences
6. (mardi 31 janv., 16h30-18h30) Contre-histoires de la modernité
7. (vendredi 16 février, 14h–18h) Nouvelles histoires de la globalité
8. (date à venir) Évaluation: QCM.
Les enjeux de la révolution scientifique
Pour être largement adopté, le copernicanisme exige: un renversement hiérarchique des fondements du savoir:
les données empiriques doivent primer sur la foi et la raison. mais aussi, un renversement de la hiérarchie des lettrés:
les astronomes vont-ils acquérir le droit de se prononcer sur des questions aussi importantes que la place de l’homme dans la Nature et que l’interprétation à donner à certains passages bibliques?
Le contexte du 16e siècle a préparé le terrain pour que ce renversement devienne possible: l’imprimerie produit un brassage des savoirs; le savoir empirique des artisans commence à pénétrer et
transformer le savoir universitaire. à les instruments scientifiques.
Galileo Galilei (1564–1642): Notre fil conducteur
Son père Vincenzo Galilei: musicien, enseignant à l’Université.
Florence, Pise, Padoue (1592-1610) : professeur de mathématiques
Fréquente l’Arsenal de Venise problème de l’agrandissement de l’échelle. Géométrisation du mouvement
1602-1604 : le pendule isochrone (théorème VI, 3e Journée).
1604 : de Motu la chute libre : la vitesse est proportionnelle à la
distance parcourue.
Galilée à l’Arsenal de Venise
La Rencontre entre le savant et l’ingénieur:
« l’hiver, dans l’arsenal de Venise, bout une poix tenace, pour radouber les vaisseaux délabrés qui ne peuvent naviguer, de sorte que l’un remet à neuf son navire, l’autre calfeutre les flancs de celui qui a fait plusieurs voyages, qui, radoube la proue, qui, la poupe, d’autres font des rames, d’autres tordent des cordages, d’autres réparent les voiles d’étai et d’artimon ». — Dante, L’Enfer, XIVe siècle.
Breidenbach, Mayence, 1486
Braun & Hogenberg, Civitates orbis terrarum, 1572 (détail)
Programme de la séance
1. Le cas Léonard: les nouveaux savants
2. Livres et humanisme:
brassage des savoirs et technologie de la communication
3. Les instruments scientifiques:
Des choses que personne n’avait vues
4. Baser les sceinces sur l’observation:
L’instrument, la logique, la communication
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100 ans auparavant: Le cas Léonard
Comment peut-on être peintre, ingénieur et savant tout à la fois?
Léonard de Vinci (1452-1519)
Un « artiste, scientifique, ingénieur, inventeur, anatomiste, peintre, sculpteur, architecte, urbaniste, botaniste, musicien, poète, philosophe et écrivain » (selon « wikipédia », janvier 2013). ???
Naissance illégitime à Vinci (père = riche notable florentin, mère = humble paysanne).
Son éducation: lecture, écriture, arithmétique, mais pas le latin. (contexte: les écoles d’abaque)
Autoportrait, 1512-1515, bibliothèque royale de Turin
Gregor Reisch, Margarita philosophica (1507)
Une école d’ABAQUE vers 1500
Livre d’abaque de Pietro Borghi (Venise, 1484)
Mentionné par Léonard de Vinci
Une formation de peintre
1469: Léonard est apprenti-élève dans l’atelier de Verrochio.
Les techniques apprises sont multiples: dessin, mais aussi chimie
et métallurgie (pour les dorures de cadres, la fabrication de la peinture, le travail du bronze); travail du cuir et du bois; mécanique, gravure; algorisme; etc.
Premier dessin connu de Léonard de Vinci: Paysage de la vallée de l’Arno, 1473. Galerie des offices de Florence.
Un ingénieur au service du prince
Léonard offre ses services au duc de Milan, Ludovic Sforza.
Décrit ce qu’il peut faire cf. Codex Antlantico: tout!
Les états italiens: mécénat, guerres, prestige…
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Léonard de Vinci, Moulins, Roues et vis
Extrait du codex Antlantico, Biblioteca Ambrisosiana, Milan
Léonard, savant?
1490: congrès d’ingénieurs pour l’achèvement du Dôme de Milan.
Création d’une « académie », où il enseigne.
Études scientifiques: Talent d’observation,
Usage du dessin,
Génie mécanique…
Études techniques bien connues: avion, bicyclette, hélicoptère…
Rencontre avec Pacioli
Luca Pacioli (1444–1514), professeur de mathématiques.
1496: rencontre Léonard de Vinci à Milan; il collaboration pour la Divine Proportion (1509).
Synthèse en mathématiques classiques(Euclide), nouvelles (l’algèbre et
l’arithmétique des Arabes), mais aussi le savoir des peintres:
la perspective de Piero della Francesca.
Livres et humanisme:
brassage des savoirs et technologie de la communication
Imprimerie et diffusions des connaissances
Invention de la presse à imprimer et des caractères mobiles en plomb (Gutenberg à Mayence, 1454).
Réduction importante des coûts de production.
Selon une estimation
Env. 30 000 livres en Europe avant Gutenberg
En 1500, entre 10 et 12 millions ont été imprimés.
Les incunables = livres imprimés avant 1500.
La science dans les incunables
Il ne s’agit pas de la plus grande proportion: la religion est beaucoup plus présente.
Mais l’imprimerie permet la plus grande diffusion d’œuvres classiques, par exemple:
Ptolémée, Cosmographie (=Géographie), plusieurs éditions.
Aristote, Logique; Traité du Ciel (1473); etc.
Pline l’Ancien, Histoire naturelle.
Les Tables alphonsines,
Etc.
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Le texte n’est pas facile à lire, même pour un clerc de l’époque.
La grande entreprise des humanistes: retrouver, rééditer, traduire les textes anciens.
ARISTOTE, Le Ciel (1473)
Les Tables alphonsines (11e siècle) sont publiées dès 1483.
Permet une grande démocratisation de la pronostication astrologique.
LES TABLES ALPHONSINES
Sphère armillaire Joannes de Sacrobosco, Sphaera mundi cum tribus commentis nuper editis Cicchi Esculani, Francisci Capuani de Manfudonia.
Auteur du 13e siècle, édition de Vénise, 1499.
Innovations visuelles et typographiques.
Traités pratiques et traductions au 16e siècle
Diffusion des savoirs hors des cercles universitaires
Appropriation des formes d’exposition universitaires pour le savoir pratique
Et toutes formes d’hybridation entre les deux.
Caractéristiques communes: Usage fréquent du vernaculaire (version originale ou traduction). Importance de l’illustration.
Quelques exemples…
Par Pierre de Médine, traduit de l’espagnol pas Nicolas de Nicolai, géographe du roi Henri II, publié à Rouen en 1577.
« entre tous les arts, l’art de naviguer est le plus excellent car {…] il comprends en soit tous les principaux à savoir l’arithmétique, la géométrie et l’astrologie. »
Traité sur l’Art de naviguer
Traité complet de mécanique, de techniques minières, de minéralogie…
De Re Metallica, de Georges Agricola (1556)
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Des livres de recettes A « tous les hommes de France ».
Bernard Palissy (1510–1589 ou 1590)
Recette véritable, par laquelle tous les hommes de la France pourront apprendre à multiplier et augmenter leurs thrésors (1563). Item, ceux qui n’ont iamais eu cognoissance des
lettres, pourront apprendre une Philosophie nécessaire à tous les habitans de la terre.
Item, en ce liure contenu le dessein d’vn iardin delectable & d’vtile entretien, qu’il en fut oncques veu.
Item, le dessein & ordonnance d’vne Ville de forteresse,la plus imprenable qu’homme ouyt iamais parler, etc.
Discours admirables (1580)
Utilise le « langage rustique ».
Giambattista della Porta, La Magie Naturelle
Bestseller des 16e et 17e siècle.
(1560; franç. 1615; angl. 1658)
« Les secrets et miracles de la Nature »
« bien que mon livre soit lu & visité de tous, je sais bien toutefois que je serai calomnié & que j’offenserai les oreilles des plus savants […]: Ceux qui s’efforcent de mettre la philosophie entre les mains des gens rustiques & profanes semblent la vouloir exposer à la moquerie & risée, mais soit rejetée cette ambition soit chassée cette envie: car ceux-là ne sont à un esprit noble & généreux & le bon vouloir d’aider ceux qui viendront après nous est à préférer ».
Praticque pour brievement apprendre à Ciffrer, & tenir Liure de Comptes, auec la Regle de Coss, & Geometrie.
Par M. V. Menher , « alleman », à Anvers, en 1565.
« le commencement de l’Arithmétique successivement venant aux principaux points des comptes propres et requis aux Marchands »
Le cas des mathématiques
Les traités d’arithmétique et d’algèbre
Des problèmes concrets qui se rattachent à l’arithmétique commerciale Les écoles d’abaque en Italie
depuis le 13e siècle (Fibonacci, Liber Abaci, 1202).
Nicolas Chuquet, Triparty en la science des nombres (1484): premier traité d’algèbre en français.
Mais de fait une littérature spécialisée destinée à des professionnels du calcul (Maestro d’abacco, Rechenmeister, wisconstler)
Éditions latines d’Euclide:
- Campanus par Ratdolt, Venise, 1482, - par Zamberti à Venise dès 1505, Paris 1516. - Pierre de la Ramée, 1557; etc.
Des traductions:
Tartaglia en italien dès 1543, Commandino en 1579.
Des traductions françaises: - Forcadel 1564. - Henrion 1614. - Le Mardelé, Paris, 1625 (ci-contre).
Euclide L’algèbre Une invention arabe
(Al-Kwarizmi, Bagdad, 9e siècle).
Dans les traités d’arithmétiques commerciales.
Des traités d’algèbre en français et en italien Jacques Peletier du Mans (1554). Raphael Bombelli (1579) à les imaginaires.
Une nouvelle branche des mathématiques qui prend lentement place entre arithmétique et géométrie. Girard (1629).
Viète (1630).
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La science en langue vulgaire: Galilée
Sidereus Nuncius (1610): en latin
Œuvres en florentin: Il Saggiatore (1617) Dialogue sur deux systèmes du
monde (1632) Discours sur deux nouvelles
sciences (1636)
Écrit en langue vulgaire, mais cherche à convaincre ses collègues.
Œuvres qui ne simplifient pas une pensée plus complexe.
Le scandale du vernaculaire?
Les instruments scientifiques
Des choses que n’avaient vues.
La lunette astronomique Inventée en octobre 1608 par un artisan
hollandais: Hans Lipperhey
Grand succès auprès des militaires, des marins, des cours…
Adaptée par Galilée pour l’étude des astres.
21 août 1609: démonstration en présence du Sénat de Venise.
Institut et musée d’histoire des sciences de Florence (http://brunelleschi.imss.fi.it/
museum/index.html)
Nouveau ciel
Satellites de Jupiter
Montagnes dans la lune
Tâches solaires
Phases de Vénus
Des choses que personne n’avaient vues
Galilée n’est pas seul…
Les instruments de la Révolution scientifique La lunette astronomique
Mais aussi…
Les instruments « mathématiques »: navigation, arpentage et mappemonde
La boussole et l’aimant Le théâtre anatomique
La cabinet de curiosité Le microscope
Le thermomètre et le baromètre La pompe à air, etc.…
Les Premières Œuvres de Jacques Devaux, 1573
Ouvrage d’un pilote de marine dédié au roi Henri II.
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Saint-Dié des Vosges, 1507
La Carte de WALDSEEMULLER La Boussole Boussole avec cadran solaire (1627).
Inventée en Chine, importée en Europe par Marco Polo (13e siècle).
Donne lieu à l’étude du magnétisme au Moyen Âge et à la Renaissance.
http://ww
w.culture.gouv.fr/W
ave/image/
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De Magnete (1600) William Gilbert, médecin anglais (1540–1603).
La philosophie naturelle et la science expérimentale (18 ans de travail).
Étude de la boussole et philosophie magnétique (la Terre comme un aimant).
Une inspiration pour Kepler.
Leide, PAYS-BAS (1609) d’après un dessin de J. C. vant Woudt
Un théâtre anatomique
Comparer avec Reisch, Margarita philosophica (éd. 1504)
De humani corpore fabrica, de André Vésale (1543)
Les Cabinets de curiosité Le cabinet d'Ole Worm
1655, gravure, Bibliothèque Estense, Modène.
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Antonie van Leeuwenhoek (1632-1732)
Le microscope or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses…
Micrographia, de Robert Hooke (1665).
Le baromètre 1638 – Galilée et les pompes à
succion: hauteur maximum de fonctionnement = env. 10-11m
Démonstration à Rome (1640).
Gasper Schott,, Gasparis Schotti Technica curiosa, sive mirabilia artis : libris XII comprehensa ; quibus varia experimenta, variaque technasmata pneumatica, hydraulica, hydrotechnica, mechanica, graphica, cyclometrica, chronometrica, automatica, cabalistica, aliaque artis arcana ac miracula, rara, curiosa, ingeniosa, magnamque partem nova et antehac inaudita, eruditi orbis utilitati, delectationi, disceptationique proponuntur; Bd. 1 , 1664
http://echo.mpiwg-berlin.mpg.de/
Le Baromètre
1643 – Evangelista Torricelli invente le baromètre à mercure (76 cm de haut).
1648 – Blaise Pascal a l’idée de tester le baromètre en haut du Puy de Dôme = la « pression atmosphérique ».
La question du vide.
?
Robert Boyle et La Pompe à air Joseph Wright of derby:
"An Experiment on a Bird in the Air Pump", 1768
Baser la connaissance scientifique sur l’observation?
Trois problèmes: l’instrument, la logique et la communication
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Baser les sciences sur l’observation
L’observation n’est pas fiable disent les Anciens qui préfèrent la raison.
Trois problèmes: Peut-on se fier à ce qu’on observe?
Nos sens nous trompent Les instruments sont-ils fiables?
Comment fonder logiquement les connaissances sur l’observation? Une connaissance générale peut-elle être fondée sur des
preuves particulières?
Comment faire confiance aux observations des autres? Des techniques de communication à inventer.
Qu’observe-t-on dans une lunette?
Si l'instrument est utile pour agrandir la vision des objets terrestres, les images qu'il donne du ciel sont « trompeuses [au point que] certaines étoiles fixes apparaissent doubles... et tous ont admis que l'instrument induit en erreur ».
25 mai 1610, Galilée déclare avoir testé sa lunette « cent mille fois sur cent mille étoiles et autres objets » et finit par conclure: « je ne vois donc pas comment il pourrait venir à l'idée de quiconque que j'aie pu être ingénument abusé dans mes observations ».
Le problème de l’induction
La « dioptrique »
Attitude de Galilée : Pas de théorie optique:
réfraction de la lumière à travers les lentilles (Descartes).
Perfectionne son instrument par tâtonnements successifs, comme un artisan ses outils..
Attitude de Kepler : Théorie complète dans sa
Dioptrique (1611). Décrit le montage galiléen,
propose autre solution. Mais il ne chercha pas à faire
construire sa lunette: Père Scheiner (1615).
Francis Bacon (1561-1626)
Né le 22 janvier 1561 à Londres; son père est Garde des sceaux d’Élisabeth I.
Études à l’université de Cambridge (1573).
Membre du Parlement (1584).
Ascension politique fulgurante: Baron Verulam St. Albans et Lord Chancelier de Jacques Ier.
Chute rapide en 1621: accusé de corruption, condamné.
Le Nouvel Organon de F. Bacon
Le Nouvel Organon et La Nouvelle Atlantide (1620) [cf. frontispice].
« For why should a few received authors stand up like Hercules columns, beyond which there would be no sailing or discovering, since we have so bright and so benign a star as your Majesty to conduct and prosper us » The Advancement of Learning (1623).
« Nature to be commended has to be obeyed ».
Induction: une nouvelle logique.
Les « sciences baconiennes ».
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Bacon, Nouvel Organon (bis) La réaction de l’Eglise
Février 1616: l’Inquisition déclare que la proposition selon laquelle le Soleil est au centre de l’univers est absurde et hérétique.
Le cardinal Bellarmin prévient Galilée de ne pas soutenir le copernicanisme.
Mars 1616: Des révolution à l’Index.
Galilée : le procès
1624: le nouveau pape Urbain VIII permet à Galilée d’écrire sur la théorie copernicienne à condition de la présenter comme une hypothèse.
1632: Dialogue sur deux systèmes du monde.
Avril 1633: procès à Rome; Galilée se rétracte.
1638: Discours sur deux nouvelles sciences.
Galilée, Discours sur deux nouvelles sciences (1638)
La méthode hypothético-déductive (Galilée)
La chute des graves comme mouvement uniformément accéléré: une idéalisation mathématique qui permet la déduction.
Le « livre de la nature »
« La philosophie est écrite dans ce livre gigantesque qui est continuellement ouvert à nos yeux (je parle de l'univers), mais on ne peut le comprendre si d'abord on n'apprend pas à comprendre la langue et à connaître les caractères dans lesquels il est écrit. « Il est écrit en langage mathématique, et les caractères sont des triangles, des cercles, et d'autres figures géométriques, sans lesquelles il est impossible d'y comprendre un mot. Dépourvu de ces moyens, on erre vainement dans un labyrinthe obscur » Galileo Galilei, Il Saggiatore (1623) ; traduction française de Christiane Chauviré, L'Essayeur, Les Belles-Lettres, Paris, 1980.
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Indiens acéphales de guyane Hulsius, Levinus, Kurze wunderbare Beschreibung des goldreichen Königreichs
Guianae, 1599 © Bayerische Staasbibliothek
Le nouveau sens du mot « démonstration »
De la preuve mathématique à la « démonstration oculaire »
William Harvey, De motu cordis (1628).
La circulation du sang: confirmée par de multiples « démonstrations oculaires »
Le problème de la confiance
Robert Boyle (1627–1691) La pompe à air
La Royal Society: la recherche collective.
Le témoin virtuel: une technique littéraire.
L’histoire sociale de la vérité: « On fait confiance à ceux qui disent la
vérité »
« On croit ceux en qui on a confiance »
Les articles scientifiques
Manuscrit de « New experiments further elucidating the Nature of the Air Water & other bodies »,
présenté à la « Royal and Illustrious Society of the Virtuosi »
par J.W. Gent.
Isaac Newton (1642-1727): la nouvelle synthèse
Né le jour de Noël 1642, année de la mort de Galilée.
Famille modeste; orphelin de père; élevé par son oncle.
1664-1666 : annus mirabilis Doit quitter Cambridge à cause de la peste. Nouvelles mathématiques . Nouvelle physique (gravitation, optique)