Pythagore découvrit la duplication du carré et fit des mathématiques une science fondamentale, préalable à toute connaissance. La découverte du théorème de Pythagore semble anodine, d’autant que les Egyptiens le connaissaient en partie, en fait dans le seul cas particulier (3² + 4² = 5²). Pythagore lui donna une portée générale, mais par dessus tout il mit en évidence une loi qui est indépendante de l’expérience sensible. 

Pour la première fois dans l’histoire des sciences, un homme mis en évidence l’archétype du modèle grâce auquel il sera possible de se représenter des entités abstraites et de donner un sens aux représentations numériques. C’est dans ce sens que l’enseignement de Pythagore donna aux nombres le pouvoir de détenir le secret de l’univers. Cette philosophie est aujourd’hui partagée par les plus célèbres Prix Nobel de physique pour citer Einstein, Dirac ou Weinberg qui croyaient sincèrement que les équations connaissaient beaucoup plus de choses que nous sur le monde…

Les successeurs de Pythagore considéreront que la terre se déplace sur une orbite circulaire autour d’un foyer central. Un siècle plus tard, Parménide et Zénon rechercheront l’unité de la Nature mais ils seront confrontés aux premiers paradoxes logiques. Le cercle et les approximations coniques susciteront quantité de questions mais ce n’est qu’au XVI^eme siècle qu’on découvrit tous les événements de rencontre du cône avec un plan étaient réductibles à un cercle par une projection convenable.  

Au milieu du V^eme siècle avant Jésus-Christ, Oenopide et Hippocrate développèrent l’école de Chios qui se spécialisa dans la géométrie et les algorithmes : quadrature du cercle, duplication du cube et premiers éléments. Quelques temps après, Leucippe et Démocrite inventèrent le premier algorithme infinitésimal et développèrent la conception atomiste. Dans le courant du IV^eme siècle avant Jésus-Christ, Platon développa le raisonnement déductif et la représentation mathématique (polyèdres) tandis qu’Aristote insista sur l’introduction et la description qualitative des phénomènes. 

Avec Autolycus et Eudème ils rédigèrent les premiers traités d’histoire et encyclopédiques. L’école de Cyzique d’Eudoxe de Cnide (Egypte) s’attaqua à l’arithmétique et aux sections coniques. Finalement, les philosophes combinèrent la philosophie naturelle ionienne et les mathématiques de Pythagore pour produire la synthèse des philosophies de Platon et d’Aristote. A la fin du IV^eme siècle avant Jésus-Christ, Euclide inventa un algorithme pour calculer le plus grand commun diviseur d’un nombre et écrivit les célèbres Eléments. Il enseigna la prééminence de la ligne définie par une équation, il connaît le cercle et a déjà l’intuition de l’ellipse dans son Traité d’optique. Apollonis (262-180 ACN) définira les propriétés des sections coniques.

C’est durant la période Hellénique qui suivit la mort d’Alexandre le Grand que les philosophes, les mathématiciens et les astronomes inventèrent les premières grandes théories : Théophraste (372-287 ACN) inventa la botanique, Aristarque (310-230 ACN) inventa le système héliocentrique, Archimède (287-212 ACN) fonda les principes de la mécanique et de l’hydrostatique, Eratosthène (276-221 ACN) mesura la forme de la Terre, etc.

Mais cette quête de connaissance perdit son impulsion lorsque les romains détruisirent Carthage et Corinthe en 146 avant Jésus-Christ. L’empereur Marc Aurèle revitalisera brièvement la science durant le II^eme siècle après Jésus-Christ, encouragé par les théories astronomiques de Ptolémée, la trigonométrie d’Hipparque, les travaux de médecine de Galen et les pratiques alchimiques.

 La symbolique du gnomon

Y a-t-il un meilleur symbole de toute l’Antiquité que le gnomon, ce cadran solaire que les Grecs ont hérité des Babyloniens et qui divise le jour en douze parties ? Michel Serres nous rappelle que les philosophes de l’Antiquité l’utilisaient pour symboliser la connaissance et non pas, comme on l’imagine trop souvent, réellement comme une horloge qui mesure le temps écoulé. La construction du gnomon met en jeu l’ombre et la lumière, l’aiguille projetant l’ombre du Soleil sur un plan de marbre ou sur le sable. En fonction de la longueur et de la position de l’ombre, les astronomes purent induire mille images poétiques, leur permettant d’interpréter les leçons de Platon sur la Connaissance. Ainsi que Serres le souligne, si le mot « gnomon » signifie distingue, interprète, juge ou discerne, il n’est venu à l’idée de personne de se demander si l’on pouvait porter son œil quelque part dans cet appareil afin d’observer la réalité sous un autre angle.

A gauche le gnomon monumental érigé à Frankfort dans le Kentuky (USA) en mémoire des vétérans du Vietnam. Au centre un gnomon décoratif. A droite le gnomon utilisé sur la Lune par Apollo XVII pour déterminer la position des échantillons. Document Helmr, Gnomon3d et NASA

Cette question était saugrenue à l’époque car les philosophes consacraient leurs réflexions à l’épistémologie et à la métaphysique, savoirs qui plongeaient dans l’utopie de la connaissance ultime des valeurs universelles. Il s’agit en fait d’une question moderne qui ne sera correctement interprétée, en Europe, qu’à partir du XVI^eme siècle avec la construction des observatoires de Tycho Brahé et un peu plus tard de la lunette de Galilée. Aussi, viser, observer et interpréter les phénomènes au travers d’un instrument ne fera pas partie du cursus académique pendant des siècles. La définition d’observateur n’existait pas. La connaissance du monde passait par le gnomon qui, seul, permettait de construire un modèle géométrique de l’univers ou d’évaluer le diamètre de la Terre.

Cela ne signifie pas pour autant qu’un Salomon ou un Thalès ne mesura pas la hauteur d’un temple ou d’une pyramide au moyen d’un piquet planté dans le sol. Selon Michel Serres, si les historiens relatent ces faits, ce n’est pas tant pour insister sur l’ébauche d’une méthode scientifique mais plutôt pour concevoir la scène du géomètre comme le lieu de réduction du volume au modèle géométrique : "Le stylet du gnomon symbolise une façon de présenter au monde une théorie de la connaissance sans organe de réception et sans autre réalité que les formes idéales et les idées opposées. Faibles clartés au milieu des phénomènes plongés dans l’ombre du stylet, cette connaissance transcendantale a forgé pendant quelques millénaires l’activité mentale des plus grandes civilisations, fonctionnant tant bien que mal dans le cadre d’une langue écrite ou parlée dans laquelle la philosophie dirigeait l’essieu du cadran solaire et l’équerre de la pensée".

Citons également la contribution Hindoue aux sciences à travers l’écriture des chiffres indo-arabes et leur incorporation dans la trigonométrie. L’enseignement arabe sera également au zénith à cette époque, combinant astucieusement les connaissances des Babyloniens, des Grecs, des Chinois et des Hindous.

Au IX^eme siècle, Bagdad sera le centre de traduction des travaux scientifiques. La période médiévale ignora longtemps l’enseignement des Grecs et rappelons que c’est de façon indirecte, à travers les manuscrits arabes et leurs traductions que les nouvelles théories parvinrent dans nos premières universités.

Le développement de l’esprit intellectuel démarra pour de bon au XI ou XII^eme siècle avec l’ouverture des premières universités européennes[3], à Paris, Oxford et Bologne. La première controverse sur la méthode scientifique surgit au XIII^eme siècle. Les soi-disant réalistes épousaient la philosophie platonicienne alors que les nominalistes adoptaient l’approche d’Aristote. Ces discussions permirent le développement de l’optique, de la cinématique et préparèrent la voie aux futurs Kepler et Galilée.

Une influence laïque élargit bientôt les conceptions léguées par le clergé, alors cristallisé dans sa foi religieuse[4]. Les activités commerciales et techniques[5] se développant progressivement à travers toute l’Europe, le XV^eme siècle vit l’épanouissement des techniques à travers le savoir-faire des ingénieurs et des entrepreneurs et du monde des affaires (banquiers, etc). L’ouverture du clergé à plus de réalisme conduisit l’ensemble du corps professoral à recourir à des notions théoriques moins naturelles, plus abstraites, ayant de plus en plus recourt aux mathématiques. L’Italie se démarqua dans les arts de la peinture et en sciences.

L'apport de Léonard de Vinci à la science se traduit par une nécessité de maîtriser la Nature. Aujourd'hui nous dirions qu'il soumit la nature à des lois, une assertion conforme au déterminisme classique. La pensée de ce génie instaura une nouvelle forme de connaissance, mais sa démarche devra être révisée. Il affirme que "toute notre connaissance tire son principe du sentir". Cette remarque est celle d'une interprétation empiriste de la nature, basée sur l'expérience. Alexandre Koyré, historien des sciences de renom et idéaliste nous rappelle que "la bonne physique se fait a priori" mais nous savons que sans l'expérience il n'est pas possible de reconnaître la Vérité, de différencier ce qui est rationnel de ce qui nous échappe. Cette remarque est trop radicale.

Les découvertes scientifiques de Newton et le système philosophique de Descartes offrirent la matière première qui permit la matérialisation de la science au XVII^eme siècle. La vie s'expliqua en termes physico-chimiques et la méthode scientifique s'éleva si haut au-dessus des sciences sociales qu'on baptisa cette période le siècle des Lumières. Il culmina à la Révolution Française en 1789. S'en suivi une série de découvertes en chimie (Lavoisier, Dalton, …), en électricité (Faraday, Maxwell, …) et une nouvelle compréhension de la biologie (Darwin, Pasteur, …).

Alors que la biologie acquérait ses lettres de noblesses, la physique fut secouée par une révolution inattendue, conséquence de la découverte de la nature quantique de la matière (Planck, 1905) et de la Relativité (Einstein, 1915). En 1927, Heisenberg formula ses relations d'incertitudes qui devaient transformer le monde microscopique en un vaste champ d'interactions dans lequel les événements individuels ne pouvaient plus être décrits avec une précision conjuguée absolue.

C'est ainsi que nos connaissances scientifiques ont été transmises à travers 5000 ans d'histoire, depuis l'invention de l'écriture. De la Grèce Antique ne survivent que les Eléments d'Euclide. Tous les traités antérieurs ont disparu. Les traités plus récents, comme nous l'avons dit, ont été copiés et traduits, principalement grâce au travail de bénédictin des universités médiévales qui surent préserver ces travaux à l'intention des scientifiques à venir.

Aujourd'hui ces travaux sont communiqués au travers des sociétés scientifiques (académies et universités) et des organismes internationaux qui facilitent l'échange des informations. Parallèlement à ces congrès et autres colloques, un grand nombre de sociétés privées et d'industriels publient les résultats de leurs recherches dans la mesure où elles sont supportées par les pouvoirs publics ou des licences gouvernementales.

Prochain chapitre

La naissance d'une théorie

Retour à la Philosophie des sciences