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CELSA - Histoire des sciences 02/03/17 [email protected] 1 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, 14h18h) 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 16 e 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, XIV e 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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CELSA-Histoiredessciences 02/03/17

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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/

joconde/0351/m501228_0004828_p.jpg

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)