Emergence d'une science : la chimie moderne avec Lavoisier (2/2)

2° Ensuite, son parcours scientifique assez éclectique associé à une large ouverture d’esprit : il s’adonne en effet au départ à des recherches en géologie (comme Darwin d’ailleurs) et c’est dans le cadre d’études en sédimentologie qu’il s’intéresse à l’analyse chimique de certaines roches. Il demandera dans un premier temps à l’Académie de créer une chaire de physique expérimentale et se tourne vers des travaux sur la chaleur et les états d’agrégation de la matière. Il en arrive ainsi à travailler sur des réactions telles que la décomposition et la formation de l’eau à partir de l’oxygène et de l’hydrogène, ce qui porte un coup fatal à la théorie des quatre éléments (air, eau, feu, terre) héritée d’Empédocle et reprise par la suite par Platon, Aristote et par les alchimistes et chimistes jusqu’au XVIIIème. Cette expérience sur l’eau est venue de l’intérêt de la communauté pour le développement des aérostats, surtout celui de Charles gonflé à l’hydrogène. Il fallait produire ce gaz en quantité et l’une des manières est de décomposer l’eau en oxygène et hydrogène. Ses travaux sur la chaleur et la combustion l’amènent également à considérer l’air comme un corps composé dont un des éléments permet la combustion. Il n’y a donc plus besoin de la théorie du phlogistique, substance jusque là invoquée pour expliquer les combustions.

3° Un autre élément essentiel sera aussi les techniques de mesure employées par Lavoisier. Sa fortune personnelle sera mise à contribution pour obtenir des instruments de recueil et de pesée très sophistiqués pour les gaz, constituants jusque là peu pris en compte et mal quantifiés. Ses mesures précises lui permettront de démontrer la conservation de la matière lors des réactions chimiques.

4° La nouvelle nomenclature des substances chimiques permet de couper les ponts avec la chimie ancienne. Les termes reflètent la composition en corps simples et éliminent le phlogistique. Les principes de dénomination restent valables encore de nos jours.

L’histoire se termine pour Lavoisier de manière dramatique puisqu’ il sera guillotiné en tant que fermier général en 1794.

Emergence d'une science : la chimie moderne avec Lavoisier (1/2)

Au milieu du XVIIIe siècle, Lavoisier établit les fondements de la chimie moderne. Pour comprendre cette révolution, il faut définir les concepts et les enjeux qui guidaient auparavant la chimie et ce qui la distinguait de la physique. En 1699, Fontenelle, énonce cette distinction : "La chimie, par des opérations visibles, résout les corps en certains principes grossiers et palpables, sels, soufres, etc. mais la physique, par des spéculations délicates, agit sur les principes comme la chimie a fait sur les corps; elle les résout eux-mêmes en d'autres principes encore plus simples, en petits corps mus et figurés d'une infinité de façons."

En clair, la chimie s'occupe des réactions qui transforment les corps en d'autres corps et la physique essaie de comprendre les interactions entre corps dont l'intégrité est maintenue. La notion la plus importante est alors l'affinité qui détermine quels corps peuvent se combiner entre eux pour en former de nouveaux. On essaie en fait de comprendre pourquoi une réaction est possible. Cette compréhension définitive viendra de la physique quantique qui explique le comportement des électrons. Deux étapes intermédiaires ont été nécessaires entre temps : la quantification des réactions qui a permis à Lavoisier de définir le concept de corps simples puis la construction du tableau de Mendeleïev qui ordonnait non plus les corps simples mais les éléments chimiques suivant de grandes familles dont le comportement chimique était analogue. 

Voyons quelles sont les conditions qui ont permis à Lavoisier de faire entrer la chimie dans les sciences modernes. 

1° Tout d’abord son métier : il était fermier général, c’est à dire qu’il était en charge de la perception des impôts dans sa région. La trésorerie et les bilans comptables afférents n’avaient pas de secret pour lui. Cette compétence, il la mettra en œuvre lors de son passe-temps qu’était la chimie : il fera des bilans de matière en pesant méthodiquement tous les ingrédients entrants et sortants d’une réaction chimique y compris les gaz. Il démontrera ainsi que rien ne se crée et rien ne se perd, qu’il y a en fait recombinaison des constituants de la matière qui deviennent alors des corps simples et que ces corps simples ne sont pas affectés lors de la réaction chimique. Ce transfert de méthode d’un domaine à un autre s’appelle la bisociation et représente l’une des clés de la créativité.

 

La définition de la science a évolué avec le temps.

 La théologie est considérée comme une science au XIIIème siècle :

Il nous paraît curieux que la théologie ait pu être considérée à un moment donné comme une science et qui plus est, la plus importante de toutes. Dieu fait en effet partie du domaine de la croyance depuis le siècle des lumières et quand son existence est prise en compte, il est considéré seulement comme le mystérieux organisateur de l’Univers. Pour bien comprendre le statut de la théologie au milieu du XIIIème, il faut considérer l’évolution de l’enseignement et du corpus des connaissances au moyen âge.

L’enseignement au début du moyen-âge est réservé aux clercs et se pratique essentiellement dans les monastères. Les premières universités ne voient le jour qu’au XIIème pour Bologne et au début du XIIIème pour Paris, Valence, Toulouse, Oxford et Naples. L’enseignement est alors divisé est deux parties le trivium (grammaire, rhétorique, logique) et le quadrivium (arithmétique, géométrie, musique, astronomie). Cet héritage a été transmis par Boèce (VIème) et représente ce qui reste de la science antique puis par les musulmans syriens et perses qui commenteront et développeront certaines disciplines (algèbre). Au milieu du XIIIème, l’œuvre d’Aristote vient compléter ces connaissances. Cette nouvelle philosophie et nouvelle science représente une menace pour la hiérarchie ecclésiastique car elle introduit une vision du monde contraire aux Ecritures : pour Aristote le monde est immortel et n’a pas été créé par Dieu qui n’en est que le moteur, la cause dernière de tous les changements. De plus l’homme n’est pas affilié à Dieu, ce qui remet en question les fondements de la chrétienté. L’université de Paris sera la dernière à accepter l’enseignement d’Aristote.  

Boèce est le commentateur le plus ancien à placer la théologie au sommet de la hiérarchie des sciences. Deux traditions fondées sur le livre : la Bible d’un côté, les écrits d’Aristote de l’autre concourent à cette vision des choses. La science est alors considérée comme la méthode pour accéder à la Vérité que cette dernière soit révélée (la Bible) ou bien qu’elle procède du raisonnement humain (écrits d’Aristote). Une citation de Saint Thomas d’Aquin illustre bien cette approche : « Je réponds que la théologie est une science. Mais il faut savoir qu’il y a deux genres de sciences. Les unes procèdent de principes connus par la lumière naturelle de l’intellect, comme l’arithmétique, la géométrie, etc… Les autres procèdent de principes connus à la lumière d’une science supérieure, …, à savoir la science possédée par Dieu et par les bienheureux. » (Somme théologique). Cette définition très large de la science sera abandonnée quelque temps plus tard. Quand aux critères pour définir la science tels que celui de la réfutabilité, ils ne viendront que bien plus tard au XXème siècle (Popper).

Ce billet est largement inspiré des Eléments d’histoire des sciences, sous la direction de M. Serres, Bordas.    

Les conditions d'apparition de la science moderne (4/4)

·   Suggestion / Affirmation

La peinture chinoise nous apprend également que les choses doivent être suggérées et non pas explicitées. La réalité des choses n'est pas dite, seule leur essence doit être exprimée dans le tableau. L'autre pilier de la science occidentale avec l'objectivité est l'exploitation des faits réels à partir de la généralisation  desquels on peut bâtir une théorie par phénomène d'induction. Il se peut donc que ce type d'appréhension ou de représentation du réel très symbolique ait été un handicap en Chine. Néanmoins, comment expliquer la conceptualisation des monades chez Leibniz et celles des catégories chez Kant si ce n'est par cette approche de l'essence des choses ?

       . Adéquation à une situation / Rôle du hasard

La différence entre hasard et nécessité si chère à l'occident n'existe pas en Chine : le hasard en chine est représenté par un loriot qui se pose où bon lui semble ou plutôt où il faut qu'il se pose : il y a adéquation à une situation, le couplage est nécessaire.

. Idéogrammes / Alphabet

La fabrication de nouveaux mots pour représenter de nouveaux concepts est plus facile avec un alphabet. Nommer présente parfois des dangers (enfermement dans une vision trop restreinte, a priori sur la genèse de la chose représentée) mais reste néanmoins essentiel pour bâtir un corpus de connaissances.

·   La Voie du Milieu (Tao) / Comportement iconoclaste

L'un des soucis permanents de la civilisation chinoise a été de trouver la sérénité, l'équilibre intérieur et l'harmonie. Le Milieu est le lieu virtuel où s'exerce le souffle vital pour acquérir l'équilibre intérieur. Cette recherche est menée en vue d'atteindre l'immortalité sur cette Terre. En occident, le Paradis si on le mérite n'est atteint qu'après la mort. Chaque réussite doit être payée par de la souffrance (concept chrétien). L'innovation en particulier est très souvent obtenue grâce à un phénomène de rupture par rapport à l'existant. Il faut sortir des chemins battus, il faut être iconoclaste pour innover et donc s'écarter de la Voie du Milieu. La Paix et la Sérénité ne sont pas de mise au pays des ingénieurs ingénieux. L'action d'innovation entraîne l'apparition de sentiments forts, exaltation si réussite, abattement en cas d'échec. Ceci est en complète contradiction avec la recherche de la vacuité et l'élimination des désirs excessifs recommandés pour atteindre le bonheur sur Terre. Que faut-il préférer ? En tout cas cette divergence de vue quant à la philosophie de la vie peut sans doute expliquer également la différence d'évolution des sciences chinoise et occidentale.

Les conditions d'apparition de la science moderne (3/4)

·   Mouvement perpétuel / Choses créées une fois pour toutes

Au XVIIIème siècle, les occidentaux étaient créationnistes. Cette vision simplifie beaucoup la recherche du pourquoi et du comment des choses. Les concepts plus évolués, tel que ceux de l'équilibre dynamique et de l'évolution (Livre des Mutations), qui se sont avérés par la suite d'ailleurs beaucoup plus féconds, constituèrent une marche intellectuelle peut être trop haute à franchir d'un seul coup, alors que l'occident passa par des étapes plus frustres mais plus faciles à franchir. Le paragraphe sur la globalité et la systémique avait déjà abordé la question.

·   Sujet et objet confondus / Distanciation du sujet par rapport à l'objet

C'est surtout la peinture chinoise qui nous illustre le mieux ce concept d'interdépendance et d'interpénétration du sujet et de l'objet ou de l'environnement. Les sentiments du peintre et l'essence de la Nature sont en étroite communion. L'expression de l'âme du peintre se fait au travers de la représentation des paysages et du rendu de leur atmosphère. Chaque être humain est une flammèche issue du grand brasier qui symbolise l'humanité. Tous les êtres vivants et tous les éléments naturels sont interdépendants et sont l'expression d'une petite partie de l'Univers. Il n'y a pas de distanciation du sujet par rapport à l'objet, l'objectivation n'est pas réalisée. Mais on sait qu'une des caractéristiques fondamentales de la science occidentale est l'objectivité, l'objet étant pris comme thème d'étude par le sujet, ce qui pose d'ailleurs problème en anthropologie et ethnologie. L'élimination des sensations comme éléments pertinents dans la découverte des lois, car étant souvent trompeuses, a été le principal cheval de bataille du positivisme qui en son temps a bien contribué à l'avancée de la science. Encore une étape nécessaire et qu'il a fallu dépasser par la suite, mais une étape que n'a pas connu la Chine.

François Jullien (in "La grande image n'a pas de forme", 2003, p.194) l’exprime ainsi : "La Chine qui n'a cessé de penser l'immanence et le naturel, n'a pas conçu pour autant la nature comme notion propre et conférant à tout avènement extérieur à notre vouloir, mais qui n'est pas du hasard, selon les distinguos d'Aristote, un statut objectif. Or si, de son côté, l'Europe a pensé la nature comme terme unique c'est qu'elle l'a opposée à la technique... elle en a fait un objet à la fois de savoir et de maîtrise. L'Europe a tiré bénéfice de ce partage très, peut-être trop commode : la nature et par principe connaissable, donc aussi dominable, tandis que tout l'insondable se trouvait condensé et bloqué - économiquement - par la figure de Dieu; l'exploration de la nature, on le sait, c'est faite, dans la science classique européenne, adossée à Dieu et garantie par lui. Chez Descartes, l'idée de Dieu garantit la possibilité d'une science objective de la nature."

Les conditions d'appartition de la science moderne (2/4)

3) Tentatives d'explication de la divergence d'évolution entre la Chine et l'Occident

Tous les arguments présentés se veulent exempts de jugement de valeur et n'engagent que leur auteur.

·   Pragmatisme chinois / Intellectualisme occidental

Les avancées technologiques chinoises sont là pour étayer notre propos. Historiquement, l'Occident était fort en retard sur pas mal de points. Une remarque de Qiu Ping Wang, chercheur chinois en physique théorique à L’ISMANS, est elle aussi significative : "Pourquoi essayer de savoir comment on réfléchit, si on arrive à trouver la solution au problème posé, même très théorique comme c'est le cas en statistique fractionnaire ?". Descartes ne pouvait donc pas être chinois !

·   Globalité / Découpage analytique

Restons sur l'apport de Descartes. L'un des piliers de sa méthode est l'approche analytique : lorsque le problème est complexe, il faut le découper en sous-problèmes autant de fois qu'il est nécessaire pour arriver à trouver la solution. Cette approche a permis de faire évoluer avec bonheur toutes les sciences où la vision mécaniste et réductionniste du monde était pertinente. Cette méthode a donné ses fruits jusqu'à la mécanique quantique.Mais maintenant, il est nécessaire d'avoir une vision globale des phénomènes, une vision systémique avec prise en compte des changements d'échelle dans l'espace et le temps. Le tout n'est pas l'équivalent de la réunion des parties. Le développement des théories scientifiques avait sans doute besoin de ce passage par le réductionnisme et la simplification pour se libérer de l'Art des Correspondances. La philosophie chinoise privilégiant la notion de globalité (le tout est dans les parties et inversement) n'a pu ouvrir ce passage obligé car les phénomènes pris ainsi restent trop complexes à la compréhension et à la modélisation via les outils mathématiques. Bien sûr il faut tempérer ce type d'argument. L'exemple le plus frappant à ce sujet est sans doute celui de Leibniz qui s'inspira justement de cette vision systémique pour mettre sur pied sa "monadologie". L’invention du langage binaire utilisé en informatique est plutôt dû à un souci de simplification extrême.

·   Philosophie / Religion

Platon souhaitait mettre un philosophe/savant à la tête de sa République. Après l'explosion du Christianisme, religion révélée, le pouvoir établi s'est appuyé sur la religion pour trouver une certaine légitimité. La croyance remplaça le raisonnement philosophique et ceci jusqu'à la Renaissance. Ce vide laissé par la philosophie pendant quelques siècles sur la scène intellectuelle fut comblé par le développement du raisonnement tel que le préconisât Descartes. En chine, l'emprise de la philosophie fut continue depuis le VIème siècle avant J.C. Les différentes philosophies (taoïsme, confucianisme, bouddhisme) imprégnèrent la politique et la religion et cette continuité ne laissa aucune opportunité à une aventure intellectuelle alternative.

·   Auto-organisation de l'Univers / Dieu créateur

La cosmogonie chinoise indique que l'univers s'est organisé à partir de l'Un, qui à son tour engendra le Deux, le Yin et le Yang, qui engendrèrent à leur tour les Dix Mille choses. Il s'agit d'une auto-organisation sans l'existence d'un concept créateur comme le Dieu des religions du Livre. Ce Dieu créateur implique l'existence de lois préétablies qui régiront l'univers. Chez les chinois, il n'y a pas de lois préexistantes. Essayer de les découvrir, la raison d'être de la science occidentale, n'a donc pour eux aucun sens.

Les conditions d'apparition de la science moderne (1/4)

  

La Chine et l'Occident

Pourquoi la Chine n'a-t-elle pas développé une démarche comparable à celle de l'Occident vers la science dite moderne ?

1) La science en occident avant Galilée et Descartes

Les mathématiques depuis Euclide et Pythagore constituent déjà un corpus bien établi dont les fondements ne changeront guère par la suite. La construction mathématique renferme en elle-même sa propre logique, c'est une construction mentale qui peut se passer du contexte ou de l'environnement vital, même si de nombreuses avancées mathématiques sont venues pour résoudre des problèmes physiques ou pratiques (commerce par exemple).

Les sciences naturelles (y compris la physique) sont au contraire très inféodées au milieu dans lequel on vit. Avant Galilée, ces sciences relèvent de l'Art des Correspondances. Il s'agit de noter les corrélations positives entre différents éléments et ainsi de les relier entre eux, en espérant que le lien causal existe en parallèle. Ce lien causal hypothétique permettrait d'agir sur les évènements, ce qui reste la finalité de la science comme de la magie. Si le lien causal existe, nous faisons de la science car l'action sera certaine, si le lien causal n'existe pas, l'action est soumise aux probabilités (les dieux) et nous faisons de la magie.

Galilée a ainsi fait basculer l'Art des Correspondances vers la science telle que nous la connaissons, c'est à dire efficace presque totalement, en essayant de découvrir systématiquement la causalité derrière les corrélations positives et son outil de prédilection pour ce faire fut l'expérimentation.

Un demi-siècle plus tard, Descartes explicita sa méthode pour raisonner juste et résoudre des problèmes avec le plus d'efficacité possible. Le fait de mettre au point une méthode, même si elle est très pertinente, n'est pas un gage de réussite à tous coups. En effet, la géométrie analytique fut un progrès essentiel pour la science, mais les tourbillons n'apportèrent pas grand chose à la théorie de l'électricité.

Néanmoins, dès le XVIIème siècle, le décor est ainsi planté en occident pour le développement des théories scientifiques et la découverte des lois naturelles.

2) La science en Chine

Les inventions technologiques furent très nombreuses en Chine depuis des temps fort reculés et l'occident en bénéficia dès le XVème siècle : la poudre, la boussole, …

Mais il n'y eut que peu de développement de théories scientifiques telles qu'elles apparurent en Occident après Galilée et Descartes. La Chine en resta à l'Art des Correspondances et la science occidentale fut introduite par les jésuites au XVIIIème siècle. Néanmoins, l'Art des Correspondances ne doit pas être sous-estimé : il est à l'origine de la médecine chinoise qui pour beaucoup d'affections (hormis celles provoquées par un agent pathogène) reste inégalée quand à son efficacité par rapport à la médecine occidentale. Ceci provient essentiellement du fait que l'individu est considéré globalement, psychologie et soma étant interdépendants. Les notions de globalité et d'interdépendance sont d'ailleurs caractéristiques de la façon de raisonner des peuples orientaux. Nous reviendrons sur ce point ultérieurement.