L’évolution historique de la pensée scientifique (2)

par Jacques Franeau - SPS n° 281, avril 2008

Avec cet article, nous poursuivons la publication d’une série de textes exposant ce qu’est la méthode scientifique, son universalité, sa formation à travers l’histoire, et ses dévoiements pseudoscientifiques. Ces textes sont issus d’un ouvrage publié en 1988 sous la direction scientifique de Jacques Franeau (1922-2007), alors Professeur d’Université, et publié aux Éditions de l’Université de Bruxelles. La publication et l’adaptation pour Sciences et pseudo-sciences ont été réalisées en accord et avec la collaboration de l’auteur.
Voir L’évolution historique de la pensée scientifique (1).

De la période romaine, jusqu’au 13e siècle environ, la science occidentale n’a rien été ou presque. Qu’était donc devenue la science grecque pendant tout ce temps ? Elle se propageait lentement vers le Moyen-Orient et s’enrichissait en chemin de l’apport de la science arabe1, surtout dans le domaine des mathématiques (algèbre, trigonométrie) et de l’astronomie. C’est donc par l’intermédiaire des Arabes que la science grecque faisait son apparition dans le monde occidental, aux 11e et 12e siècles ; elle avait mis près de dix siècles à faire le tour de la Méditerranée.

Toutefois, la science n’avançait guère. Certes, les théories se diversifiaient dans la mesure, précisément, où elles étaient subjectives et laissaient donc une grande latitude d’interprétation ; mais la méthode employée jusqu’alors ne permettait pas à la science d’aller beaucoup plus loin. Bien plus, celle-ci avait souvent tendance à s’égarer. En même temps que la science grecque, l’Occident avait découvert l’alchimie et son influence se faisait sentir partout. À première vue, on pourrait penser que les alchimistes ont eu le mérite de rejeter la distinction, introduite par Aristote, entre le naturel et l’artificiel ; ils voulaient, en effet, reproduire les phénomènes, violer les secrets de la nature et fabriquer ce qu’elle produisait elle-même. Mais, en réalité, si le laboratoire des alchimistes préfigurait ceux des chimistes modernes, leur façon de raisonner et leur méthode étaient à l’opposé de ce que sont celles d’aujourd’hui. Au lieu de rechercher les lois de la nature, ils voyaient dans celle-ci une grande magicienne et, pour l’imiter, ils s’élevaient au rang de magiciens. Les alchimistes, comme les astrologues, avaient choisi une voie qui les éloignait davantage de la science. Tels des sorciers, toujours à la recherche d’influences cachées, de sympathies et d’antipathies, ils avaient libéré les vieux mythes animistes et cultivaient l’irrationnel. Et, dans un domaine voisin, les propriétés magnétiques des aimants, si extraordinaires et si mystérieuses, intriguaient tout le monde et contribuaient aussi à développer l’attrait pour les sciences occultes.

La fin du Moyen Âge prépare les conditions favorables

II semblait donc que la science, pour arriver à des connaissances valables, dût modifier fondamentalement la méthode suivie et repartir sur de nouvelles bases. Mais, pour amorcer une telle évolution, il fallait un cadre favorable, à la fois intellectuel et technique. Or, précisément, la fin du Moyen Âge, du 13e au 15e siècle, allait connaître un essor considérable dans ces deux domaines, l’un et l’autre s’influençant favorablement.

Cette période avait vu la naissance des universités, ce qui amenait nécessairement l’échange des idées ainsi que la formation progressive d’un nombre croissant de personnes s’intéressant à la philosophie et à la science.

Parmi les quelques acquisitions techniques dont nous allons souligner l’importance, il en est deux qui jouèrent un grand rôle dans la diffusion de la pensée. C’était d’abord, venue d’Orient par les chemins arabes et espagnols, la fabrication du papier dont le développement en Occident se situe entre le 12e et le 14e siècle. Elle fut suivie et heureusement complétée par la découverte de l’imprimerie, au 15e siècle.

Pendant la même période, d’autres inventions techniques vont apparaître, surtout dans le domaine de la mécanique. S’il appartient aux historiens d’analyser toutes les causes de cet éveil du monde occidental à la technique, nous pouvons cependant signaler que l’abolition de l’esclavage et l’augmentation de la population étaient certainement des facteurs importants qui ont poussé les hommes de cette époque à mieux utiliser les forces motrices naturelles, qu’elles soient hydrauliques, éoliennes ou animales. Or, si le développement des moulins, à eau et à vent, avait des causes économiques, il avait lui-même pour effet de donner un essor à la mécanique appliquée et au travail artisanal. Ainsi, progressivement, naissait une classe d’artisans habiles. Autour du prince, on voyait apparaître l’ingénieur, personnage officiel important qui était chargé de concevoir et de diriger toutes les constructions civiles et militaires : canaux, fortifications, machines de tous genres. Léonard de Vinci (1452-1519) en est l’exemple le plus célèbre mais il y en eut beaucoup d’autres.

Au 13e siècle, les verres optiques et les lunettes devenaient des objets plus courants. Ceux-ci allaient se perfectionner insensiblement et, trois siècles plus tard, les artisans se trouvaient en possession d’une technique de fabrication des lentilles qui fut utile à Galilée.

Le 14e siècle voyait l’apparition des horloges mécaniques, qui remplaçaient progressivement le cadran solaire, le sablier et la clepsydre, appareil où le temps se mesurait par un écoulement d’eau. Or, songeons à l’imprécision de ces moyens rudimentaires alors que la mesure du temps était essentielle à la découverte des lois de la mécanique.

Même l’alchimie, par ses instruments de laboratoire, contribuait au développement des techniques.

Par conséquent, lorsque les précurseurs de la méthode expérimentale voudront réaliser une expérience et fabriquer, dans ce but, un matériel particulier, ils s’adresseront aux artisans les plus habiles. Ceux-ci devront souvent dépasser leur savoir-faire habituel et tireront profit de cette collaboration avec les savants. Peu à peu s’amorcera une influence mutuelle qui ira toujours en s’amplifiant, la technique aidant la science et, réciproquement, la science aidant la technique.

La fin du Moyen Âge contribuait donc, sans le vouloir peut-être mais beaucoup plus qu’on ne le croit généralement, à préparer les bases qui devaient permettre à la science de prendre un nouveau départ, définitif cette fois.

On entrait dans le 16e siècle et la situation était à peu près la suivante. D’une part, l’alchimie et l’astrologie faisaient divaguer beaucoup d’esprits chimériques. D’autre part, la doctrine d’Aristote était critiquée et battue en brèche ; les arguments décisifs n’étaient pas encore là mais, déjà, le doute grandissait. Ce n’était pas encore la faillite complète du système, pour la simple raison qu’on ne savait pas bien par quoi le remplacer.

Pendant le 16e siècle et surtout le 17e siècle, la méthode suivie par la science allait se modifier progressivement mais aussi fondamentalement. Cette évolution ou, plutôt, cette révolution allait être l’œuvre d’une pléiade de savants dont émergent les noms, devenus célèbres, de ceux qui apportèrent une contribution importante et souvent décisive : Copernic, Galilée, Kepler, Huygens, Newton. Toutefois, à côté de ceux-ci, il y en eut beaucoup d’autres qui contribuèrent à ce lent dégagement d’une méthode vraiment scientifique.

Notre but n’est pas de faire un historique, même résumé, de cette transformation de la science. Nous voulons surtout souligner les étapes qui nous paraissent les plus significatives, celles qui montrent en quoi consiste le changement de méthode. Chaque fois que nous parlerons d’un événement scientifique, ce sera pour dégager l’aspect qui en justifie l’importance méthodologique.

Copernic ou le libre examen des postulats

II y eut, en 1543, l’hypothèse révolutionnaire de Copernic. Certes, elle était révolutionnaire parce que, depuis longtemps, le système de Ptolémée – où la Terre se trouvait au centre du monde – était le seul en honneur. Toutefois, l’hypothèse n’était pas nouvelle car certains savants grecs, dont le plus célèbre fut Aristarque de Samos, avaient déjà proposé un système où la Terre et les planètes tournaient autour du Soleil (voir encadré). Copernic, qui avait une profonde érudition d’humaniste, fut certainement influencé par ces hypothèses de l’antiquité.

À ce sujet, il ne faut pas perdre de vue que tous les systèmes proposés étaient uniquement cinématiques, c’est-à-dire qu’on envisageait seulement les mouvements relatifs des astres, sans tenir compte de leur cause. On pouvait donc décrire correctement ces mouvements, expliquer les apparences, comme disaient les philosophes grecs, en supposant soit que c’était la Terre, soit que c’était le Soleil qui était immobile ; on ne faisait ainsi que changer de système de référence. D’ailleurs, si le système héliocentrique n’avait pas eu plus de partisans, c’est qu’il ne rendait pas mieux compte des phénomènes que ne le faisait le système géocentrique. Jusqu’alors, les seules considérations qui donnaient la préférence à un système plutôt qu’à l’autre étaient essentiellement subjectives ; le système géocentrique était soutenu par l’impression unanime de l’immobilité de la Terre et par l’orgueil des hommes qui aimaient à se croire le centre du monde.

« Tu auras retenu que le monde est le nom donné par la plupart des astronomes à la sphère dont le centre est le centre de la Terre, et dont le rayon est égal à la droite située entre le centre du Soleil et le centre de la Terre : car tu as appris cela dans les dissertations publiées à ce sujet par les astronomes. Or, Aristarque de Samos, dans ses écrits, émit certaines hypothèses dont les arguments feraient admettre que le monde est beaucoup plus étendu qu’on ne l’avait dit jusqu’à présent. En effet, il suppose que les étoiles fixes et le Soleil demeurent immobiles, que la Terre tourne suivant une circonférence de cercle autour du Soleil, qui est situé au milieu de l’orbite de la Terre, et qu’enfin, la grandeur de la sphère des étoiles fixes, disposée autour du même centre que celui du Soleil, est tele que le cercle, à la circonférence duquel on suppose que la Terre évolue, a le même rapport avec la distance des étoiles fixes que le centre d’une sphère avec sa surface ».

Extrait des Œuvres d’Archimède, L’Arénaire. traduction de P. Ver Eecke, Éditions Desclée de Brouwer, 1921, p. 353.

Dans ces conditions, on peut s’interroger sur les raisons qui ont incité Copernic à proposer un système héliocentrique.

Copernic connaissait bien le système de Ptolémée et il en apercevait toutes les complications ; il remarquait notamment que pour décrire les mouvements des planètes2, il fallait imaginer un mouvement circulaire supplémentaire qui avait précisément la période... d’une année, c’est-à-dire celle du mouvement relatif de la Terre et du Soleil. Que venait faire cette périodicité particulière dans le mouvement des autres planètes ? Elle devait provenir du mouvement de l’observateur, c’est-à-dire de la Terre3. Par conséquent, dans l’hypothèse du système héliocentrique. Le mouvement de révolution de la Terre autour du Soleil expliquait naturellement, sans hypothèse supplémentaire, le mouvement des autres planètes. La cause de la périodicité insolite qui intriguait Copernic se trouvait, évidemment, dans le mouvement annuel de la Terre.

D’autre part, les variations de l’éclat des planètes et les mesures du diamètre apparent de la Lune, effectuées par Copernic lui-même, étaient en désaccord avec les variations de distance qu’impliquait le système de Ptolémée. Le grand mérite de Copernic a été de montrer qu’en supposant le Soleil fixe, plutôt que la Terre, non seulement il décrivait beaucoup plus simplement le mouvement des planètes, mais il résolvait aussi un certain nombre d’anomalies qui avaient été considérées comme mineures.

Il n’empêche que remplacer un système du monde par un autre ne changeait encore rien à l’ancienne physique. En outre, le système de Copernic n’était pas parfait car il supposait toujours des trajectoires circulaires, alors que Kepler allait montrer, plus tard, qu’elles étaient elliptiques.

Dans ces conditions, en quoi Copernic a-t-il amorcé le nouveau départ de la science ? En réalité, Copernic n’a modifié la méthode de ses prédécesseurs que sur un point mais il était fondamental. Il n’a pas hésité à revoir les hypothèses de base d’une théorie, dès que les observations le suggéraient, et il a eu le courage de défendre un système qui allait à l’encontre des idées reçues. Copernic a donc introduit le libre examen des postulats d’une théorie.

Galilée et Kepler : la naissance de l’expérimentation et du quantitatif

Copernic avait apporté l’esprit critique ; cependant, la méthode qui allait permettre l’essor de la science était encore à naître. Une telle transformation méthodologique se fera progressivement et la mutation cruciale se situera au début du 17e siècle. Ce sont Galilée et Kepler qui donneront les impulsions décisives ; ce sera la naissance de l’expérimentation et du quantitatif.

Tant pour Galilée (1564-1642) que pour Kepler (1571-1630), l’histoire a d’abord retenu les arguments décisifs qu’ils ont apporté en faveur du système de Copernic. Cependant, pour notre propos, nous voulons surtout montrer le changement dans la façon d’aborder la science ; nous allons donc souligner, dans l’œuvre de ces grands initiateurs, ce qui constituait le caractère essentiel de cette nouvelle approche des phénomènes naturels.

Kepler avait recueilli les documents de son maître, l’astronome Tycho Brahé, ce dernier avait passé sa vie à faire, avec le plus grand soin, des observations sur le mouvement des planètes. Kepler était un très bon géomètre et c’était donc en mathématicien qu’il avait analysé les mesures systématiques et précises de Tycho Brahé. Il montrait ainsi, en 1609, que les planètes décrivaient, autour du Soleil, des trajectoires non pas circulaires mais elliptiques ; ceci détruisait le mythe des trajectoires circulaires, celui-là même qui, accepté comme un dogme, avait entravé pendant des siècles le travail des astronomes.

À cette première loi, relative à la forme des orbites planétaires, Kepler ajoutait deux autres lois quantitatives : la loi des aires (1609) qui précisait le mouvement des planètes en fonction du temps et la loi des périodes

(1619) qui donnait la relation mathématique entre la longueur du grand axe de l’ellipse et la période de révolution de la planète.

Ces lois de Kepler, s’ajoutant aux observations étonnantes de Galilée (1610) dont nous allons parler, apportaient des arguments quasi définitifs au système de Copernic. En outre, elles donnaient, pour la première fois, des relations quantitatives sur le mouvement des planètes, ce qui devait permettre à Newton, quelque soixante ans plus tard, de trouver la fameuse loi de gravitation universelle, clef de ce problème séculaire.

À la même époque, Galilée apportait aussi des arguments importants à l’appui du système de Copernic. En 1609, Galilée était intrigué par la nouvelle d’une invention curieuse, originaire de Hollande, selon laquelle des objets très éloignés, observés à travers deux lentilles convenablement disposées, se voyaient aussi bien que s’ils étaient très rapprochés. Se basant sur une étude géométrique de ce phénomène optique, Galilée trouvait le principe d’une longue-vue qui, aujourd’hui encore, s’appelle lunette de Galilée ; il la fabriquait de ses propres mains et la perfectionnait de façon telle qu’il pouvait atteindre des grossissements importants. Cette longue-vue devait lui permettre de faire des découvertes qui, à côté de celles de Kepler, allaient renforcer l’hypothèse de Copernic. Regardant le ciel à travers sa lunette, Galilée voyait apparaître quantité d’étoiles que personne avant lui n’avait jamais pu voir. Regardant la lune, il y découvrait un relief très semblable à celui de la Terre ; regardant le Soleil, il apercevait des taches dont la forme et la position étaient variables. Tout cela détruisait, d’un coup, le dogme grec de l’immuabilité et de la perfection du monde céleste ; même le Soleil, cet astre noble et parfait par excellence, était sujet à des altérations inconcevables pour les partisans d’Aristote. Ces derniers affirmaient aussi que le monde céleste était impondérable ; et voilà qu’à travers cette lunette, la matière semblait partout la même.

Galilée découvrait ensuite (1610) quatre des satellites de la planète Jupiter, ce qui enlevait encore un argument aux adversaires de Copernic. En effet, disaient ceux-ci, si les planètes tournaient autour du Soleil, pourquoi la Lune faisait-elle exception en tournant autour de la Terre ? Mais voilà que la découverte de Galilée montrait qu’une planète pouvait avoir un ou plusieurs satellites ; la Terre semblait donc une planète comme les autres.

Le retentissement considérable des observations de Galilée et les réactions passionnées qu’elles ont suscitées à l’époque ne doivent pas masquer ce qui, pour notre propos, nous intéresse davantage dans son œuvre, à savoir la façon dont il a trouvé les premières lois correctes sur le mouvement et, plus spécialement, sur la chute des corps soumis à la pesanteur.

Galilée constatait que ce mouvement de chute était continuellement accéléré et il voulait en déterminer les lois. Il décidait d’en faire l’étude expérimentale mais, pour cela, il devait mesurer les intervalles de temps correspondant aux espaces parcourus lors de la chute. Comme ces temps étaient très petits et qu’à l’époque les techniques de mesure n’étaient guère précises, Galilée avait l’idée de ralentir le mouvement de chute d’une bille, en la faisant descendre le long d’un plan incliné. Il trouvait ainsi, expérimentalement, que « les espaces parcourus sont entre eux comme les carrés des temps »4.

Extrait du texte de la troisième journée

Du mouvement naturellement accéléré

[…] Il convient d’abord d’examiner et d’expliquer la définition qui correspond exactement au mouvement accéléré dont se sert la nature. Du moment que la nature se sert d’une certaine forme d’accélération dans la chute des graves [chute des corps], nous avons décidé d’en étudier les propriétés, en posant que la définition que nous donnerons de notre mouvement devra correspondre à l’essence du mouvement naturellement accéléré. Nous croyons avoir finalement atteint cette coïncidence après de longues réflexions, pour la raison que les propriétés que nous avons démontrées semblent exactement correspondre et coïncider avec celles que l’expérience de la nature fait apparaître aux sens. […]

De même, en effet, qu’on définit le mouvement uniforme sur la base de l’égalité des temps et des espaces (nous disons le mouvement uniforme si des espaces égaux sont parcourus en des temps égaux), de même, au moyen d’une même subdivision uniforme du temps, nous pouvons concevoir que les augmentations de vitesse se présentent d’une manière tout aussi simple, et admettre théoriquement qu’un mouvement uniformément et continuelement accéléré est celui qui dans des temps égaux produit d’égales augmentations de vitesse. De sorte que, si on considère un nombre quelconque de temps égaux à partir du premier instant où le mobile abandonne le repos et commence à descendre, le degré de vitesse acquis au bout des deux premières fractions de temps est le double du degré de vitesse acquis par le mobile au bout de la première fraction (etc.).

Ainsi, il semble qu’on ne s’écarte pas de la droite raison en admettant que l’intensité de la vitesse croît comme le temps. Nous pouvons donc admettre la définition suivante du mouvement dont nous allons traiter : J’appelle mouvement également ou uniformément accéléré celui qui, à partir du repos, acquiert en des temps égaux des moments de vitesse égaux.

Galilée, Discours et démonstrations mathématiques relatives à deux nouvelles sciences (1638) – Troisième journée (extrait du livre dont référence ci-dessus : p. 203-205).

Mais Galilée ne se contentait pas de cette loi empirique ; il voulait trouver la nature profonde de ce mouvement, c’est-à-dire un principe général à partir duquel il pourrait démontrer la propriété qu’il avait trouvée par l’expérience. Ainsi, après avoir longuement hésité5, Galilée admettait la définition suivante :
« J’appelle mouvement également ou uniformément accéléré celui qui, à partir du repos, acquiert en des temps égaux des moments de vitesse égaux »6.

Extrait du texte de la troisième journée

Simplicio – Je suis bien convaincu que les choses doivent se passer ainsi, une fois acceptée la définition du mouvement uniformément accéléré. Mais que tele soit l’accélération dont se serve la nature dans la chute des graves, j’en doute encore. Pour que je comprenne et que comprennent ceux qui pensent comme moi, il me semble qu’il serait maintenant opportun de présenter quelque expérience, et on a dit qu’il y en avait beaucoup, qui s’accorde en divers cas aux conclusions démontrées. Salviati – En vrai homme de science, vous faites une demande tout à fait raisonnable. C’est la coutume, comme il convient dans les sciences où les démonstrations mathématiques s’appliquent aux phénomènes naturels et comme on le voit en perspective, en astronomie, en mécanique, en musique et autres cas : on confirme les principes qui sont le fondement de toute la construction par des expériences sensibles....

C’est donc Galilée qui a utilisé, pour la première fois, une démarche qui deviendra essentiele dans la future méthode scientifique et qui consiste à vérifier par l’expérience les diverses conséquences d’une hypothèse générale.

Nous nous sommes étendus sur les œuvres de Kepler et de Galilée car elles montrent bien le tournant décisif pris par la science, au début du 17e siècle.

Galilée, Discours et démonstrations mathématiques relatives à deux nouvelles sciences (1638), p. 210

Dans les dialogues de Galilée, trois personnages interviennent : Salviati qui représente en réalité Galilée, Sagredo, un homme ouvert aux idées nouvelles et Simplicio, un défenseur des idées anciennes et d’Aristote.

À partir de ce postulat et par un raisonnement mathématique, il démontrait plusieurs théorèmes et, notamment, celui qui exprimait la loi des espaces en fonction du temps, celle-là même qu’il avait obtenue expérimentalement.

Mais Galilée avait surtout le souci d’établir une théorie générale qui se déduisait du principe (postulat) qu’il avait énoncé. Par conséquent, il présentait ses résultats expérimentaux comme une vérification de ses théorèmes, donc aussi du principe qu’il avait utilisé pour les démontrer7.

D’une part, tant chez Kepler que chez Galilée, la science devenait quantitative, c’est-à-dire qu’elle faisait intervenir les mesures de certaines grandeurs physiques (espace, temps, vitesse…). On trouvait ainsi des relations entre les nombres exprimant ces mesures ; ces relations étaient la traduction mathématique de relations d’ordre physique. Une telle évolution peut s’appeler la mathématisation de la science ; toutefois, nous reviendrons sur cette notion qui prête parfois à confusion.

Extrait de Novum organum

95. Les sciences ont été traitées, ou par les empiriques, ou par les dogmatiques. Les empiriques, semblables aux fourmis, ne savent qu’amasser et user ; les rationalistes, semblables aux araignées, font des toiles qu’ils tirent d’eux-mêmes ; le procédé de l’abeille tient le milieu entre ces deux : elle recueille ses matériaux sur les fleurs des jardins et des champs, mais elle les transforme et les distille par une vertu qui lui est propre : c’est l’image du véritable travail de la philosophie, qui ne se fie pas aux seules forces de l’esprit humain et n’y prend même pas son principal appui ; qui ne se contente pas non plus de déposer dans la mémoire, sans y rien changer, des matériaux recueillis dans l’histoire naturelle et les arts mécaniques, mais les porte jusque dans l’esprit modifiés et transformés. C’est pourquoi il y a tout à espérer d’une alliance intime et sacrée de ces deux facultés expérimentale et rationnelle, alliance qui ne s’est pas encore rencontrée. [...]

100. Non seulement il faut rechercher et recueillir un plus grand nombre d’expériences, et d’un autre genre, qu’on ne l’a fait jusqu’aujourd’hui, mais encore il faut employer une méthode toute différente, et suivre un autre ordre et une autre disposition dans l’enchaînement et la gradation des expériences. Une expérience vague et qui n’a d’autre but qu’elle-même, comme nous l’avons déjà dit, est un pur tâtonnement, plutôt fait pour étouffer que pour éclairer l’esprit de l’homme ; mais lorsque l’expérience suivra des règles certaines, et s’avancera graduellement dans un ordre méthodique, al ors on pourra espérer mieux des sciences.

Francis Bacon, Novum Organum (1620). Livre I, traduction A. Lorquet, Éditions J. Delalain, Paris, 1840.

D’autre part, Galilée introduisait une démarche nouvelle, extrêmement importante, celle de la vérification expérimentale.

Ces deux aspects nouveaux, relations quantitatives et recours à l’expérience, étaient un pas essentiel vers la science objective.

À propos du recours à l’expérience, il ne serait pas juste d’oublier Francis Bacon qui, en Angleterre et à peu près à la même époque, proposait une méthode qui devait allier expérience et raison. Bacon était un théoricien de cette nouvelle méthode ; il voyait bien comment s’y prendre pour donner à la science les bases solides qui lui manquaient mais il n’a rien fait pour mettre en pratique la méthode qu’il défendait, ne fût-ce que pour l’illustrer de quelques exemples concrets. On pourrait dire que Bacon fut pour les sciences ce que Boileau fut pour les lettres.

Le mouvement qui s’amorçait ainsi au début du 17e siècle ne devait plus s’arrêter. Il avait commencé en mécanique car les mesures y étaient plus faciles ; cette science était donc la première à présenter un aspect quantitatif. Or, dès que cet aspect apparaît, il est possible d’établir des relations mathématiques entre des grandeurs physiques mesurables. Les sciences de la nature acquéraient ainsi un outil remarquable qui, en se substituant à la logique dialectique, permettait la déduction précise de toutes les conséquences des lois ainsi trouvées.

Tout était à faire et la méthode apparaissait prometteuse. Sur la voie ainsi tracée, nous trouvons l’Italien Torricelli, disciple de Galilée, les Français Pascal et Mariotte, l’Anglais Boyle, le Hollandais Huygens, tous à peu près contemporains. La science devenait universelle et chacun travaillait à l’édifier, illustrant la phrase de Pascal8 : « Toute la suite des hommes, pendant le cours de tant de siècles, doit être considérée comme un même homme qui subsiste toujours et qui apprend continuellement ». Pascal avait raison ; le travail des premiers appelle la synthèse de ceux qui suivent. Ainsi, la fin de ce fameux 17e siècle voyait la synthèse du grand savant anglais Newton ; c’est lui qui donnait à la mécanique le principe fondamental de la dynamique et celui de la gravitation universelle. Ce dernier, qui exprimait la force d’attraction entre deux masses quelconques, et en particulier entre les planètes et le Soleil, donnait, enfin, la preuve irréfutable de la rotation de la Terre autour du Soleil.

Pour dégager ces principes, Newton était parti de lois particulières, de ces lois que Kepler, Galilée et Huygens avaient établies auparavant. Ainsi, toute science s’élabore par paliers successifs et, si la découverte de principes généraux constitue un progrès important et décisif, il ne faut pas perdre de vue que cette découverte ne peut se faire sans un travail préliminaire de défrichement. Les principes sont induits de l’expérience par comparaison et généralisation. Sans Kepler, Galilée ni Huygens, Newton n’aurait pu réaliser son œuvre magistrale.

1 Elle-même influencée par la science indienne.

2 Le mot « planète » vient du grec et signifie errant ; les planètes étaient donc des astres errants dont le mouvement irrégulier se distinguait de celui des autres astres (les étoiles). Dans le système de Ptolémée, les planètes étaient au nombre de sept : la Lune, Mercure, Vénus, le Soleil, Mars, Jupiter et Saturne.

3 Le mouvement particulier d’un observateur se répercute sur le mouvement apparent du corps qu’il observe (la vitesse relative dépend de la vitesse d’entraînement).

4 II énonce cette loi dans une lettre à Sarpi, en 1604. Voir : R. Zouckerman, Galilée, penseur libre, Édit. de l’Union rationaliste, Pans, 1968, p. 16.

5 Galilée a longtemps pensé que « la vitesse croissait dans la proportion où croissait l’espace ».

6 Pour Galilée, cette définition est aussi un postulat relatif au mouvement de chute des corps.

7 Certains commentateurs ont mis en doute la réalité des résultats expérimentaux de Galilée, bien qu’il ait décrit ses expériences avec des détails précis. Cependant, les textes montrent que Galilée a longtemps hésité sur la nature du mouvement de chute des graves et que ce sont très probablement ses résultats expérimentaux, même s’ils étaient imprécis, qui l’ont amené à la bonne hypothèse, celle qui lui a permis de démontrer théoriquement, la loi trouvée empiriquement. Cette loi apparaît alors comme une confirmation expérimentale de l’hypothèse de départ.

8 Pascal, Préface pour le traité du Vide.

Mis en ligne le 11 septembre 2008
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