Alain Chauve

Professeur émérite à l’Ecole Normale  Supérieure.

Les Cahiers Rationalistes
n°641

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Cahier Rationaliste N° 641 Mars-avril 2016

La Culture Scientifique

Il semble aller de soi que les sciences font partie de la culture. Lorsqu’on parle de culture, d’un homme cultivé, on parle d’abord de   l’instruction qu’il a reçue, une instruction qui comprend en particulier des connaissances apprises à l’école ou dans les livres. Parmi ces connaissances, figurent évidemment des connaissances scientifiques sans lesquelles il serait difficile de parler de culture. Un homme qui, par exemple, ignorerait que la Terre tourne autour du soleil passerait difficilement pour un homme cultivé même si, par ailleurs, il est un homme de bon sens, qui connaît bien son métier et qui connaît beaucoup de choses sur la flore, la faune et les traditions de sa région. Les sciences font naturellement partie de la culture, et il n’y a même pas à s’interroger sur l’idée d’une culture scientifique : il va de soi qu’il y en a une.

Toutefois, cette idée est matière à réflexion : en quoi consiste cette culture scientifique et quel sens a-t-elle ? On ne peut pas, en effet, considérer qu’il suffit d’acquérir des connaissances scientifiques pour acquérir, de ce fait, une culture scientifique. Un enseignement scientifique formera un homme de science enfermé dans sa science, dans sa spécialité et dans ses travaux de recherche. Son savoir et son activité scientifiques se développeront alors dans un domaine qui reste étranger à celui de la culture. Tout au plus, le domaine de la science et celui de la culture seront, pourrait-on dire, juxtaposés chez le même homme mais resteront deux domaines qui s’ignorent.

Par exemple, on peut imaginer aisément, et même rencontrer, un homme de science qui travaille le jour dans son laboratoire sur un spectroscope de masse et qui, le soir, écoute Mozart ou qui consacre ses loisirs à la visite d’expositions de peintures. La culture est alors un domaine qui reste séparé du domaine scientifique. Et on imagine mal que pour faire de la physique nucléaire, il serait besoin d’être un lettré, d’avoir lu l’Iliade et l’Odyssée ou de connaître l’histoire romaine, Tite-Live et Tacite !

Les choses vont même plus loin, car, au sein même d’une science, le savant n’a nul besoin d’avoir des repères culturels concernant sa propre science. Il vaudrait même mieux qu’il évite de s’y référer. Non seulement il n’en a pas besoin, mais ce serait une erreur de les introduire dans ses travaux scientifiques. Par exemple, le mathématicien peut faire de la géométrie non-euclidienne sans s’occuper de savoir qui étaient Euclide, Bolyai et Lobatchevski, mais il vaudrait mieux qu’il évite de les introduire dans ses démonstrations ou de reprendre leurs idées.

Nous allons considérer de plus près cet exemple : l’apparition d’une géométrie non-euclidienne.

Comme on sait, la géométrie d’Euclide repose sur des définitions (le point, la droite, le cercle, etc.), sur des axiomes qui formulent les règles de raisonnement sur des grandeurs ( leur égalité ou leur inégalité : deux grandeurs égales à une même troisième sont égales entre elles), et enfin des postulats – il y en a 6 – qui sont des règles de construction de figures dans l’espace. Euclide demande d’admettre, par exemple, qu’entre deux points on peut tracer une droite. Or le 5ème postulat – par un point pris hors d’une droite on peut tracer une et une seule parallèle à cette droite – fait difficulté. On nous demande de l’admettre comme si on constatait sur la figure qu’il n’y a qu’une seule ligne droite qui, aussi loin qu’on la prolonge, ne viendra pas en couper une autre. Euclide semble nous dire : Vous voyez bien que vous ne pouvez pas construire par le même point deux droites parallèles à une autre droite ; il est impossible d’en tracer plus d’une seule ; vous voyez que toutes les autres droites sont des traits qui s’inclinent et vont à la rencontre de la droite qu’ils finiront par couper. Un géomètre ne peut accepter cette façon de faire en géométrie. Quand on fait de la géométrie, il n’est pas question de s’en remettre à ce qu’on voit sur la figure qu’on trace, même si cela semble visuellement évident. Le géomètre veut qu’on le lui démontre et qu’il en sera nécessairement ainsi. Et d’ailleurs, Euclide lui-même exigeait, par exemple, qu’on démontre que deux cercles qui se coupent n’ont pas le même centre, même si cela semble évident. Alors pourquoi ne fait-il pas de même pour le cas de la parallèle ? Partons donc de sa supposition et démontrons qu’il est géométriquement impossible d’en construire plusieurs, c’est-à-dire qu’on contredirait à un moment les autres postulats. Montrons que  la négation du postulat d’Euclide serait incompatible avec les autres postulats.

En 1823, un jeune officier, géomètre et ingénieur du génie militaire dans l’armée hongroise, écrit à son père, un mathématicien, qu’il a découvert une nouvelle géométrie qu’il qualifie de « vraie science de l’espace »  –  c’est le titre de la publication qui n’aura lieu qu’en 1831 – Il s’appelle Janos Bolyai. Sa découverte se résume ainsi : « Toutes les hypothèses tirées de la fausseté [du 5ème postulat d’Euclide] sont absolument vraies. » Il veut dire par là qu’on ne tire aucune contradiction de cette « fausseté », qu’on peut poser et résoudre des problèmes de géométrie, que les résultats sont cohérents et s’enchaînent sans rien qui vienne contredire les autres postulats.

Devant ce résultat stupéfiant qui jette un doute sur le modèle de rigueur que représentait la géométrie d’Euclide qui semblait être La Géométrie elle-même, les géomètres se sont posé une question – une mauvaise question – à savoir : Le postulat est-il vrai ou faux ? Y a-t-il, oui ou non, une seule et unique parallèle ? Mais on ne peut poser cette question que si on a dans l’idée que la géométrie est fondée sur une représentation de l’espace et que, du même coup, on s’interroge sur la vérité de cette représentation. Et, comme Bolyai, on s’interroge : « Est-ce le système [d’Euclide] ou le système [non-euclidien] qui a lieu dans la réalité ? » Dans ce dernier cas, l’apparition d’une géométrie non-euclidienne donnerait le sentiment qu’on assiste à la création d’un nouvel univers. C’est ce qu’écrit Bolyai à son père : « J’ai tiré du néant un nouvel univers. »

Pour un mathématicien ces questions n’ont plus aucun sens de nos jours. La signification de l’apparition d’une nouvelle géométrie est tout autre. Nous considérons qu’elle oblige à abandonner l’idée que la géométrie est fondée sur une représentation de l’espace. Dans une géométrie, il n’y a pas de représentation de l’espace mais une structure de l’espace. Une géométrie est en effet une « axiomatique » d’où l’on a éliminé toute représentation intuitive de l’espace comme une étendue « divisible en diverses parties qui pouvaient avoir diverses figures et grandeurs » (Descartes, Discours de la Méthode IV) Il y a seulement une structure abstraite, c’est-à-dire un système d’axiomes et de déductions. Et quand on parle de géométrie non-euclidienne, on veut seulement dire qu’il n’y a aucune contradiction entre une géométrie euclidienne et une géométrie non-euclidienne. Une géométrie non-euclidienne ne contredira pas une géométrie euclidienne. Si la géométrie non-euclidienne était contradictoire, la géométrie euclidienne le serait aussi. L’expression « géométrie non-euclidienne » est à entendre dans le sens : la négation du postulat d’Euclide est compatible avec les autres postulats d’Euclide ; le postulat d’Euclide sur la parallèle est indépendant des autres postulats. En bref, ceux-là même qui ont découvert la géométrie non-euclidienne se faisaient des idées fausses sur la géométrie, et il serait hors de question de nos jours de reprendre des débats et des interprétations qui sont dépassés.

Considérons un autre exemple, celui de la biologie. Qui soutiendrait sérieusement que des travaux et des découvertes sur le code génétique auraient besoin de se rapporter aux discussions et aux querelles qui opposaient au XVIIème et XVIIIème siècles les partisans de l’épigenèse et ceux de la préformation, les Needham et Spallanzani ?

Vers les années 1670, l’utilisation d’un instrument merveilleux se répand : le microscope. On observe un peu tout et n’importe quoi. Et voilà qu’on découvre dans l’eau ou dans des « infusions » des « animalcules » ou « globules mouvants ». D’où viennent-ils, comment sont-ils engendrés ? Deux thèses s’opposent, celle de l’épigenèse, c’est-à-dire d’une génération spontanée à partir de matières en putréfaction, et celle de la préformation, c’est-à-dire qu’ils sont déjà formés dans des germes préexistants, des embryons minuscules, inobservables, répandus partout y compris dans l’air. En 1745, un prêtre irlandais, Tuberville Needham, défend la thèse de l’épigenèse et veut la démontrer par une expérience. Il met du jus de mouton dans des fioles fermées par des bouchons de liège et il les chauffe pendant une demi-heure. Puis il les ouvre et les observe : les animalcules pullulent. Or ils ne viennent ni de l’air extérieur ni de l’air de la fiole. Conclusion : Ils viennent de « la force génésique » qu’il y aurait dans le jus de mouton quand on en fait une « infusion ». Mais ce résultat ne convainc pas du tout un italien, professeur à Modène, Lazare Spallanzani, qui défend la thèse de la préformation. Il n’admet pas la génération spontanée des animaux fussent-ils microscopiques, et la génération doit se faire à partir d’un germe préexistant, à savoir un œuf minuscule. Spallanzani est en effet un « oviste », comme on disait, convaincu. (De Graaf venait découvrir, en 1762, l’œuf des mammifères.) Il refait plus rigoureusement les expériences de Needham. Les fioles sont scellées au chalumeau, elles sont chauffées plus fort pendant trois-quarts d’heure. Et cette fois-ci, on n’observe plus d’animalcules ! Pour autant le débat ne s’arrête pas. On peut indéfiniment discuter de cette opinion et trouver des arguments pour et contre. D’autant qu’une complication surgit avec la découverte « d’animalcules spermatiques » dans la semence humaine. Que viennent-ils faire ? Quel est leur rôle dans la génération ? Que fait-on d’eux quand on est un « oviste » pour qui « omne vivum ex ovo » ?

Ce sont là des débats dépassés qui intéressent des historiens des sciences, mais ce sont des problèmes mal posés qui n’intéressent plus la science des mécanismes de l’hérédité. Il serait même antiscientifique de vouloir réinterpréter les découvertes et les résultats de la génétique dans les termes de ces vieux débats. Ce serait à la fois revenir à un état périmé de la science et dénaturer le caractère scientifique des concepts et des vérités de la biologie. Les idées et la façon même qui ont permis d’obtenir dans le passé des résultats scientifiques ne peuvent être reprises telles quelles dans la science qui se développe. Qui songerait sérieusement à établir la loi de la chute des corps à la manière de Galilée ? Ce n’est que sur le tard qu’un homme de science éprouve le besoin de se tourner vers le passé de sa science, son origine pour réfléchir sur la façon dont les premières découvertes ont été faites, souvent dans un contexte culturel avec des interprétations non scientifiques ou que l’on n’accepterait plus telles quelles.

Ces considérations laissent penser qu’on ne peut pas attendre des connaissances scientifiques qu’elles constituent par elles-mêmes une culture scientifique. Par elles-mêmes les sciences sembleraient plutôt se situer dans un domaine qui leur est propre, à part de la culture. Elles ne seraient donc pas vraiment porteuses, en tant que sciences, d’une culture scientifique qui ne pourrait que les encombrer inutilement et dont elles se débarrassent sans scrupule pour progresser sur des bases nouvelles qu’elles établissent.

On ne peut pourtant pas se défendre de l’idée qu’il y a des connaissances scientifiques qui peuvent, et même qui doivent, faire partie du bagage de tout homme cultivé. Il y a des connaissances qui présentent incontestablement un intérêt culturel et dont les hommes de science soulignent eux-mêmes qu’elles devraient faire partie de la formation d’un homme cultivé.

Par exemple, en 1924, Raymond Dart, un professeur d’anatomie de Johannesburg, identifie dans un échantillon trouvé dans une grotte à Taung (à 100 km de Kimberley) un crâne fossile d’une créature déconcertante, ni singe ni homme, qui remonte à un million d’années et qu’il appelle Australopithecus africanus. On est perplexe ; les uns nient la trouvaille, d’autres tranchent : c’est un singe mais pas un homme. On conteste la datation parce que les plus vieux fossiles humains qu’on connaissait jusqu’alors ne remontaient qu’à 100.000 ou 200.000 ans au plus ( le fameux pithécanthrope trouvé à Java dans lequel on avait fini par reconnaître un être humain, un « homo erectus ».) Il faudra attendre le début des années 50 pour qu’on prenne conscience de l’importance de cette découverte et du bouleversement qu’elle apporte à la conception que l’on avait de l’origine de l’homme. Celle-ci est beaucoup plus ancienne que ce que l’on croyait. Il n’y a pas de « chaînon manquant », le processus évolutif doit être complètement revu, les hypothèses sur ce qui a fait la spécificité de l’être humain tombent les unes après les autres : ce n’est ni la main ni la bipédie ni l’outil ni le poids et le volume du cerveau. On ne sait caractériser clairement ce qui a fait originellement la spécificité, pourtant incontestable, de l’homme. Et l’on ne sait plus quel sens exact il faut donner à l’idée même que nous avons des ancêtres.

    Pour compléter, considérons un autre exemple. On imagine mal que la découverte de la radioactivité avec les noms de Becquerel et de Pierre et Marie Curie n’éveille aucun écho chez un homme cultivé. Le 8 novembre 1895, Röntgen, un physicien allemand, découvre les rayons X provoqués par des décharges électriques dans une ampoule de gaz raréfié. Ils sont ultra pénétrants, ils provoquent la fluorescence de nombreuses substances et  impressionnent une plaque photographique. Becquerel, qui travaille sur la fluorescence des corps, voudrait vérifier l’hypothèse que les corps fluorescents exposés à la lumière naturelle émettent non seulement de la lumière mais peut-être aussi des rayons X. Il dispose des échantillons sur des plaques photographiques protégées de la lumière par deux épaisses couches de papier noir et les expose à la lumière naturelle. D’abord il n’obtient aucun résultat avec plusieurs corps : ceux-ci deviennent fluorescents mais rien ne vient impressionner les plaques. Il essaye alors avec des sels d’uranium qu’il expose à la lumière. Il constate que cette fois-ci il y a bien une émission de rayons qui impressionnent une plaque photographique protégée de la lumière. Mais il faut vérifier qu’il s’agit bien de rayons X. Becquerel se propose donc de reprendre l’expérience. Nous sommes le 24 février 1896. Il se produit alors un événement décisif dans l’histoire de l’humanité : le temps et mauvais et le ciel est couvert. On ne peut pas exposer les sels d’uranium à la lumière du soleil pour poursuivre l’expérience. Becquerel range son matériel dans un tiroir, une plaque photographique sous emballage sur laquelle il pose les sels d’uranium. Et il referme le tiroir. Le 1er mars, le temps s’améliore et le soleil brille. Becquerel sort le matériel du tiroir. Il se dit qu’avant la perte complète de fluorescence dans le noir, il y a peut-être eu un petit rayonnement résiduel de l’uranium. Il développe la plaque sur laquelle il l’avait posé. Un énorme flash a impressionné la plaque. Aucun doute n’est possible : le phénomène n’a rien à voir avec la fluorescence ; les sels d’uranium émettent spontanément un rayonnement.

Les choses vont alors aller très vite. Fin 1897, Marie Curie a pris pour sujet de thèse l’étude de ce nouveau rayonnement. Elle établit que c’est une propriété atomique de l’uranium (il rayonne quelle que soit sa forme chimique), elle établit que d’autres éléments ont cette propriété : le thorium, le polonium, inconnu jusqu’alors et qu’elle a extrait de tonnes de pechblende ! En septembre 1898, elle isole le radium. Les Curie exposent leurs découvertes en 1900 lors du Congrès international des physiciens à Paris. Bref, on serait surpris qu’un homme cultivé n’ait aucune idée de ce qu’on appelle un atome, un électron, un proton, un neutron et une réaction en chaîne.

Si ces découvertes nous semblent devoir faire partie de la culture, la raison en est évidente. Elles se rapportent à des questions que l’on se pose au sujet de l’humanité et qui touchent notre conception du monde et de l’homme : Quelle est l’origine de l’humanité ? Où va l’humanité et quelle pourrait être sa fin ? L’homme est-il un nouveau Prométhée qui dérobe les secrets de l’univers et déchaîne des forces titanesques ? Si la culture n’est pas qu’une vaste érudition, une encyclopédie de connaissances hétéroclites, une compilation d’écrits conservés dans les bibliothèques ou un entassement d’objets dans des musées, si la culture est ce qui donne un sens au savoir, aux œuvres et à l’histoire de l’humanité, alors il y a des connaissances scientifiques qui ont un intérêt culturel parce qu’elles représentent quelque chose de majeur et d’essentiel dans l’histoire et le savoir des hommes, alors que d’autres n’auront qu’un intérêt anecdotique ou ne seront qu’un objet de curiosité pour un érudit ou un collectionneur, voire n’auront d’intérêt que pour un spécialiste. Allons-nous admirer un chimiste pour sa culture lorsqu’il nous apprend que NH4OH (l’ammoniaque) ne peut être obtenu qu’en solution car si on tente de l’isoler, il se décompose en NH3 (l’ammoniac, un gaz) et H2O (de l’eau) ?

Si l’on veut trouver une culture scientifique, il faudrait donc chercher dans les sciences autre chose que des découvertes qui se succèdent et des résultats qui s’accumulent. Il faudrait y chercher et y trouver ce qui peut faire l’objet d’un intérêt culturel, quelque chose qui a une valeur et une portée culturelles, quelque chose qui répond à des préoccupations culturelles, c’est-à-dire à quelque chose qui a un sens dans le savoir et l’histoire de l’humanité.

Mais est-il bien sûr que l’intérêt culturel qu’on porte au monde de la science puisse déboucher sur une culture scientifique ? Est-ce en se plaçant du point de vue de la culture qu’on décidera et qu’on jugera de la signification, de la valeur et de la portée culturelles de ce qu’on trouve dans les sciences et de son  intérêt pour la culture ? En d’autres termes, que voit exactement dans les sciences celui qui veut y trouver un intérêt pour la culture ?

Considérons un exemple, celui de voyages d’exploration au XIXème  siècle et au début du XXème, des voyages qui semblent dictés par un intérêt scientifique : découvrir et étudier des régions encore inconnues et les cartographier. Ces voyages sont d’ailleurs commandités par des Instituts géographiques ou des sociétés savantes et ils se proposent de rapporter des observations et des mesures pour la communauté scientifique. Nous retiendrons quatre de ces voyages.

L’exploration de l’Afrique pour découvrir les sources du Nil par l’expédition Burton-Speke. Ce dernier atteint le lac Victoria le 30 juin 1858. Sa découverte et ses observations vont donner lieu à des débats scientifiques à la Société Géographique de Londres.

L’exploration des régions arctiques et antarctiques au début du XXème siècle. Le 6 avril 1909, Robert Peary atteint le pôle Nord géographique, ce qui soulève une querelle avec Frédéric Cook qui prétend l’avoir atteint un an auparavant. Les arguments sont là aussi de type scientifique.

La découverte du fameux passage du Nord-Ouest par le Norvégien Roald Amundsen le 17 août 1905.

Enfin, l’expédition du même Roald Amundsen qui atteint le pôle Sud le 14 décembre 1911. Un mois après, l’expédition concurrente du capitaine Scott y parvient au bord de l’épuisement. Elle est réduite à trois hommes et fait demi-tour. On retrouvera leurs cadavres, celui de Scott serrant contre lui son carnet de route.

On est tenté de dire qu’il s’agit de recherches scientifiques qui s’inscrivent dans le projet d’enrichir la culture de l’humanité en répondant à des questions essentielles qu’elle se pose. Entre la question de ses origines et celle de son destin dans l’histoire, il y a celle du monde qu’elle habite, c’est-à-dire de la Terre. L’ennui est que des travaux et des recherches scientifiques inspirés par cette idée de la culture, et, précisément, pour cette raison, ne relèvent plus d’un intérêt et d’un projet authentiquement et purement scientifiques.

Les expéditions de Speke, Peary et Amundsen, avec leurs instruments scientifiques, les observations, les relevés, les mesures qu’elles rapportent et la cartographie qu’elles dressent, ont pour objectif d’atteindre des lieux qui ont une signification et une valeur symboliques et non pas géographiques et scientifiques. Ces lieux sont des points du globe qui ont valeur de limite, de commencement, de fin, de source, de trait d’union. Ce qui fascine dans ces voyages d’exploration ce n’est pas d’abord l’étude géographique d’une région mal connue du globe, c’est d’avoir atteint ces points extrêmes, ces points symboliques : la source du Nil, le passage du Nord-Ouest, les pôles, axes du monde aussi abstraits que le cercle de l’équateur. Ces voyages ne s’effectuent pas dans la réalité objective mais dans une réalité symbolique comme si à la géographie du globe on avait superposé une géographie imaginaire, purement mentale, mythique, en somme. Car que signifie objectivement : trouver le passage du Nord-Ouest ? Ce passage n’est qu’un dédale sinueux et impraticable de terres glacées et de banquise. De même pour « la source du Nil », objectivement rien ne correspond à cette expression et à la représentation qu’elle véhicule. La source du Nil c’est tout le complexe hydrologique des grands lacs d’Afrique centrale, les lacs Albert, Edwards et Kivu. Quant aux pôles, ce sont des points où il n’y a rien, objectivement rien. Il n’y a que ce qu’il y a autour, une étendue déserte et glacée où rien ne distingue un point d’un autre, des glaces mouvantes où il n’y a aucun point fixe. Si l’on considère que ces voyages d’exploration ont un caractère scientifique, alors il faudra le dire aussi du Voyage au centre de la Terre !

Des travaux et des recherches scientifiques dont la finalité serait d’ordre culturel, c’est-à-dire qui seraient entrepris dans le but d’enrichir notre culture et de satisfaire la curiosité d’un public cultivé, perdraient alors leur caractère scientifique. Ces travaux et ces recherches ne pourraient pas constituer une authentique culture scientifique. On pourra toujours trouver dans les sciences des connaissances auxquelles on peut prêter une valeur culturelle, mais, ce sera au détriment de leur valeur scientifique qui est d’un autre ordre.

Sommes-nous alors dans une impasse ? Il semble bien difficile d’envisager qu’il puisse y avoir une authentique culture scientifique. Nous avons en effet souligné d’abord que ce ne sont pas les connaissances scientifiques en tant que telles qui feront une culture scientifique. Elles feront certes un enseignement scientifique, mais elles ne feront pas pour autant une culture scientifique. Et maintenant nous disons que des connaissances scientifiques dans lesquelles on ne voudrait voir que des questions qui intéressent la culture perdraient leur caractère scientifique. Elles trouveraient peut-être leur place dans la culture, mais cela ne fera pas d’elles une authentique culture scientifique.

Que faudrait-il alors pour que soit possible une authentique culture scientifique, c’est-à-dire qui fait partie de la culture mais dont le caractère scientifique n’est pas dénaturé ? Il faudrait que les sciences elles-mêmes soient créatrices d’une culture, qu’elles aient le pouvoir de donner naissance à une culture et de se constituer en culture scientifique, c’est-à-dire qu’elles ne restent pas seulement l’affaire d’un milieu de savants qui débattent de leurs travaux dans des Universités, des laboratoires, des colloques, des séminaires ou des congrès de spécialistes.

Or, justement, les sciences semblent avoir ce pouvoir de se répandre dans le public et de former les esprits. Les idées scientifiques ne pénètrent pas seulement dans les écoles où l’on enseigne les sciences ou dans les universités et les instituts où l’on se livre à des recherches. Elles ne sont pas réservées aux  étudiants ni aux membres des Académies ou des sociétés savantes. Goethe disait – avec quelque provocation, bien sûr – que le grand événement de l’année 1830 était le débat entre Cuvier et Geoffroy Saint-Hilaire à l’Académie des Sciences. Et il est vrai que la controverse, qui a duré tout le mois de mars, a passionné le public. Ce qui était en question, c’est la conception que l’on se fait du règne animal et de la diversité foisonnante des espèces. Cuvier distingue 4 grandes divisions dans le règne animal, 4 « embranchements », 4 grands types d’animaux : Les Rayonnés, les Mollusques, les Articulés, les Vertébrés. Tous les animaux se répartissent entre ces 4 grands types. Geoffroy Saint-Hilaire soutient au contraire qu’il y a une unité du règne animal et que tous les animaux sont formés sur le même modèle d’organisation. Avec le même type d’animal, la nature a formé tous les animaux. Elle a réalisé des formes diverses d’organismes en faisant simplement varier la disposition et l’aspect des organes. L’un soutient donc qu’il y a 4 types d’organisations anatomiques et d’organismes, bien distincts et fixés, l’autre qu’il y a un seul type d’organisme, mais qui se prête à divers arrangements et agencements.

Les sciences ont bien un retentissement dans la société. Il faut même ajouter que ce retentissement va plus loin que la curiosité et l’intérêt qu’elles soulèvent parfois dans un public qui se passionne pour des découvertes et des débats. Leur retentissement peut prendre les proportions d’un bouleversement social et historique. Le plus bel exemple qu’on puisse en donner est l’affaire Galilée. Contre le vieux système astronomique de Ptolémée qui plaçait la Terre au centre de la sphère céleste, Galilée soutient l’idée de Copernic : c’est autour du soleil que tournent les astres, dont la Terre. C’est l’héliocentrisme contre le  géocentrisme. Or l’héliocentrisme est plus que l’objet d’un débat entre des astronomes ; il est en effet une prise de position qui bouleverse la théologie, la religion et même l’esthétique en apportant une nouvelle conception de l’univers et en constituant ce que Hegel appelle, après Montesquieu, « l’esprit général d’une nation » À ce que Victor Hugo évoque dans La Légende des Siècles en parlant de « l’azur sans borne où les cieux sur les cieux tournent comme un rouage aux flamboyants essieux », se substitue l’image moderne d’« une sphère infinie dont le centre est partout et la circonférence nulle part », selon le mot de Pascal. Si l’héliocentrisme n’avait été qu’une hypothèse astronomique forgée par un mathématicien pour permettre de calculer plus facilement les mouvements des astres, cette hypothèse n’aurait aucunement inquiété l’Église. Celle-ci n’y aurait vu qu’une hypothèse commode pour « sauver les phénomènes », comme on disait, c’est-à-dire pour raisonner plus simplement sur les trajectoires des astres et les calculer plus précisément. C’est ce que le cardinal Bellarmin, qui préside le tribunal inquisitorial, tentait de faire admettre à Galilée. Mais Galilée proclame publiquement que le système de Copernic n’est pas seulement une représentation mathématique mais qu’il est bel et bien le système céleste réel. Cette fois-ci, l’héliocentrisme n’est plus seulement une hypothèse astronomique que l’on oppose au géocentrisme, c’est une vérité astronomique que l’on oppose à l’Écriture, à la religion, aux croyances, aux idées sur la place de l’homme dans le monde. L’héliocentrisme bouleverse tout le cadre culturel d’une société et d’une époque. C’est un nouveau monde spirituel qui apparaît, un monde à la fois intellectuel, moral et politique. On passe, selon une formule célèbre, d’un monde clos à un univers infini, un univers qui est celui de la géométrie et de la mécanique.

Les sciences apportent de nouvelles conceptions du monde. Les idées scientifiques changent nos idées, nos croyances, nos mœurs, et l’art lui-même, comme, par exemple, l’apparition de la perspective géométrique dans les tableaux et les fresques de la renaissance italienne. Elles façonnent une nouvelle mentalité, une nouvelle façon de penser. Elles ne viennent pas seulement s’intégrer dans le modèle culturel d’une société ; elles modifient son modèle, son système de valeurs, ses repères, ses normes. Bref, elles créent de nouvelles valeurs. Que l’on songe, par exemple, au scandale que provoque en novembre  1859 la publication de L’Origine des Espèces par Darwin, en particulier dans le milieu anglican avec l’évêque Wilberforce d’Oxford. On dépasse alors la simple curiosité et les réactions d’un public mondain. Tout le monde comprend qu’il s’agit de récuser la Providence dans l’apparition des espèces et d’admettre l’origine animale de l’homme, comme pour toute autre espèce. À ce sujet, Freud, en 1916 et 1917, avait parlé d’un « démenti […] infligé à l’égoïsme naïf de l’humanité […] à la mégalomanie humaine » et d’une « humiliation du narcissisme humain ».

Ce n’est pas tout. Les idées scientifiques ne sont pas seulement de nouvelles connaissances, de nouvelles opinions ou de nouvelles représentations. Elles deviennent aussi une réalité. Elles commandent de nouvelles façons d’agir, d’entreprendre, d’aménager sa vie et la vie sociale. Avec elles, ce n’est pas seulement une nouvelle façon de penser qui s’impose, c’est aussi un nouveau mode de vie. Avec elles prennent corps des machines, des appareils, toute une technologie qui est le support d’une activité commerciale et industrielle.

Avant même la machine à vapeur de 1775 et la révolution industrielle qu’elle a rendue possible, il y a les instruments qui permettent de relever une position, d’effectuer des observations, de déterminer une direction, une durée, une distance : l’horloge, le baromètre, la longue vue, etc. Il faut alors agir et se diriger autrement. On ne fait plus confiance aux repères empiriques et aux traditions. On se met à lire des mesures, à se repérer par des coordonnées ou à calculer et à tracer des trajectoires. On se met à raisonner sur des poids, des équilibres, des pressions, des forces. On veut tout évaluer précisément et exactement, On veut vérifier, tester, faire un bilan. Bref, en tout on voudra poser et traiter scientifiquement les problèmes d’après des études et des analyses qui fournissent, si possible, des données chiffrées. Et cela concernera même les problèmes sociaux et politiques du travail, de la santé, de la sécurité. On voit bien en effet que dans une société où les sciences se sont développées, la direction des affaires humaines et le pouvoir politique lui-même ne valent que s’ils se soumettent aux valeurs de l’esprit scientifique. Gouverner, par exemple, c’est être inspiré non plus par une éthique du pouvoir, fût-ce celle de l’ambition, de la grandeur, voire celle du machiavélisme ; ce n’est même plus être inspiré par une idéologie, mais c’est agir selon des plans, des programmes, des objectifs de gestion, d’administration, de réglementation, conçus à partir d’études et d’analyses scientifiques : Calculs de coûts et d’indices, statistiques, etc., et cela dans tous les secteurs : économique, bien sûr, mais aussi éducatif et même artistique – les affaires culturelles – sans oublier le secteur de la recherche scientifique elle-même.

Mais alors nous avons trouvé la culture scientifique. Nous n’avions qu’à ouvrir les yeux. Elle est là, autour de nous, dans notre mentalité et notre mode vie. Il suffirait que les sciences elles-mêmes prennent une dimension sociale, forment l’esprit public et deviennent la culture d’une société pour qu’elles deviennent une culture scientifique.

À mon sens, il n’en est rien. Je dirai même que nous sommes aussi loin que possible d’une culture scientifique. Pourquoi ? Parce que nous avons alors ramené la culture scientifique à un phénomène culturel où les sciences ne sont rien de plus que les opinions et les croyances d’une société. Elles ne seraient plus alors que des « faits de culture », c’est-à-dire une forme particulière de la culture d’une société. Elles ne seraient plus que l’expression d’une mentalité collective d’un esprit général d’une nation, d’un peuple ou d’un milieu social. Elles ne seraient plus qu’un des modèles culturels que peut avoir une société, un modèle dont on dira qu’il en vaut bien un autre et qui en tout cas est entièrement relatif à une société comme le sont ses mœurs, ses institutions, son art, etc. Une fois qu’on a ramené les sciences à un simple fait de culture, les idées scientifiques ne sont plus que des faits de société. Elles perdent alors leur caractère scientifique. Les sciences en effet n’auront pas plus de valeur que les croyances et les opinions d’une société à une époque et s’expliqueront de la même façon. On voudra les expliquer par le contexte culturel d’une société. La géométrie d’Euclide s’expliquera par le monde grec, et non pas par les mathématiques. La loi galiléenne de la chute des corps s’expliquera par la mentalité de l’époque et non par la mécanique. Dans les travaux et les découvertes scientifiques, on ne voudra voir que l’expression de la mentalité d’un milieu, d’une époque et d’une société. Cette façon de voir les choses s’appelle le sociologisme qui n’est qu’une des formes du relativisme culturel.

En croyant trouver la culture scientifique parmi les phénomènes culturels relatifs à une société, on a tout perdu : et la culture qui n’est plus qu’une culture parmi d’autres, et la validité scientifique de cette culture qui n’est plus qu’une convention sociale. La science n’est plus qu’une chose sociale, œuvre de la société, ses principes, ses concepts et ses vérités ne sont plus que des idées qui ont cours dans une société. On méconnaît alors que les sciences et les idées scientifiques ont une réalité propre et qu’elles ne se situent pas dans le même univers que les réalités culturelles et sociales. Cela ne signifie pas qu’elles sont des réalités intemporelles situées au-dessus de l’histoire ou qu’elles sont des réalités abstraites, détachées de ce monde. Elles ont une histoire mais, pour autant, elles ne sont pas des réalités historiques. Elles sont situées dans une réalité sociale, mais elles ne sont pas pour autant de simples phénomènes de société. Il y a en elles quelque chose qui en fait des réalités qui prennent un sens particulier et qui s’inscrivent dans une histoire où elles ne sont plus des formes de mentalités collectives qui changent de société en société et d’époque en époque.

Quel est donc ce sens que les sciences portent en elles et qui les situe ailleurs que dans l’histoire des sociétés et des mentalités ? C’est, pour parler comme Husserl, « le sens authentique de la science en général », c’est-à-dire l’idée d’un savoir entièrement légitimé et validé, qui refuse d’être réduit à des connaissances empiriques glanées ici ou là au hasard d’observations ; un savoir qui refuse de n’être qu’une cascade de découvertes ou de trouvailles qui se succèdent et s’accumulent. C’est l’idée d’un savoir qui tient sa validité d’une pure exigence d’intelligibilité, c’est-à-dire d’un savoir qui est capable de justifier ce qu’il sait, d’en apporter les raisons, les justifications d’après des notions et des méthodes qui ne sont pas de simples arguments de fait du genre : « Voyez, regardez comment ça se passe », comme si, par exemple, on voulait établir la loi de la chute des corps en regardant tomber des boulets de canon du haut d’une tour penchée pour voir ce qui arrive. En un mot, on veut un savoir dans lequel ce qu’on sait peut être démontré.

Cette exigence démonstrative impose à une science de faire appel à des notions premières, des concepts fondamentaux, qui rendent intelligibles ce qu’elle étudie et qui sont en quelque sorte les termes dans lesquels elle pose un problème et formule une explication qui a valeur de démonstration.

Ainsi, par exemple, la géométrie a pour objet des figures construites dans l’espace avec des points, des droites et des plans, et dont elle établit les propriétés en les déduisant par raisonnement sur ces constructions, c’est-à-dire en formulant des théorèmes. De même, le physicien étudie des phénomènes observables qui font l’objet de mesures et sur lesquels il raisonne en termes de masses, de poids, de mouvements, de vitesse, de trajectoires, de force, etc. Le physicien peut alors établir démonstrativement les lois physiques des phénomènes. Ainsi, en 1643, Torricelli, un disciple de Galilée, réalise la fameuse expérience qui démontre la pression atmosphérique. Il voit et constate que la colonne de mercure se stabilise à la hauteur d’environ 76 cm. Mais il introduit dans la considération du phénomène quelque chose qu’il ne voit pas et qui ne se constate pas. Il introduit la considération de choses invisibles avec lesquelles on raisonne sur le phénomène. Ces choses sont des concepts : le poids, l’équilibre. Il conçoit qu’il y a dans ce qu’il voit un poids, celui de l’air, et un poids qui l’équilibre, celui de la colonne de mercure. Cette expérience est démonstrative. Elle réalise, pourrait-on dire, une pensée scientifique où l’on raisonne en termes de poids et d’équilibre entre des poids.

En ce sens, les sciences s’inscrivent dans un processus de constitution d’un savoir démonstratif. Ce processus n’est pas inscrit dans le contexte culturel d’une époque, comme s’il s’agissait d’un « fait de culture ». Ce processus obéit à la nécessité interne des concepts fondamentaux auxquels on fait appel. L’émergence de ces concepts scientifiques exige que le champ des connaissances soit, pour ainsi dire, purgé de représentations naïves et d’interprétations hasardeuses empruntées à la culture de l’époque et au milieu social, telles que l’opinion que la nature a horreur du vide ou, comme on l’a vu, qu’elle est douée d’une « force génésique ». C’est ce processus de constitution d’une science, de son système d’intelligibilité, de son cadre intellectuel de concepts fondamentaux, qui fait qu’une science est porteuse d’une culture scientifique, c’est-à-dire d’une culture qui fait abstraction du milieu culturel d’une époque.

Il n’est alors pas difficile de voir comment peut naître une culture scientifique. L’exigence de rigueur démonstrative qui impose à une science d’être fondée sur des concepts fondamentaux, exige aussi qu’une science explicite et élucide ces concepts qui lui donnent la possibilité de comprendre et d’expliquer ce qu’elle étudie. Il lui faut comprendre comment et avec quoi elle peut comprendre. L’exigence de rigueur et de justification dicte à une science d’élucider et de justifier les notions premières et les méthodes auxquelles elle fait appel pour rendre intelligible ce qu’elle étudie. Il lui faut préciser son système d’intelligibilité de sorte qu’elle est amenée à le rectifier, le compléter et, par là, à s’en faire une idée neuve qui accroît la rigueur des démarches et des notions auxquelles elle fait appel. En un mot, une science est amenée à prendre pour objet de son savoir ce qui lui donne le savoir de ses objets. C’est alors qu’elle est porteuse d’une culture scientifique.

C’est, par exemple, ce qui s’est passé avec l’apparition d’une géométrie non euclidienne. En effet, le postulat d’Euclide sur la parallèle est un moyen de démontrer, sur une construction, des propriétés de figures géométriques, comme celles du triangle : La somme des trois angles (internes) d’un triangle est égale à deux angles droits. Mais vers 1823-1830, il ne s’agit plus de démontrer les propriétés d’une figure géométrique sur une construction qui obéit à un postulat, mais il s’agit de démontrer le postulat lui-même. Le moyen de démontrer est pris comme objet d’une démonstration. La démonstration géométrique devient l’objet d’une démonstration. Il s’agit donc d’établir et d’élucider un des principes qui permettent de procéder géométriquement. Il s’agit de voir dans la géométrie non plus des figures sur lesquelles on raisonne, mais il s’agit de raisonner sur des possibilités de démontrer géométriquement quelque chose. Le géomètre prend ainsi pour objet non plus les objets des démonstrations et des constructions géométriques (des triangles ou des cercles) mais les possibilités qu’offre la géométrie de démontrer et de construire des objets géométriques. Il ne s’agit plus d’établir des lois géométriques mais il s’agit d’établir les lois de la géométrie.

Qu’arrive-t-il alors ? Il arrive ceci : Une géométrie non euclidienne apparaît et, avec elle, l’idée que l’on avait de la géométrie et de ses objets change de sens. On comprend mieux à quoi on a affaire quand on parle d’espace géométrique et de droites. On croyait naïvement qu’une droite géométrique ne pouvait être qu’une ligne que l’on peut se représenter par un tracé rectiligne. En ce sens, la géométrie non euclidienne est instructive et fait partie d’une culture scientifique qui rectifie la représentation naïve que nous avions d’une ligne droite et du parallélisme.

Prenons maintenant l’exemple de la Mécanique. Elle se propose d’établir les lois mathématiques auxquelles obéissent les phénomènes. Descartes disait : « La nature agit en tout mathématiquement » (mars 1640), faisant écho à Galilée qui avait proclamé en 1623 dans L’Essayeur (Il Saggiatore) : « Le grand livre de la nature est écrit en caractères mathématiques » et l’avait prouvé en formulant pour la première fois la loi de la chute des corps – « Les espaces franchis en des temps égaux sont entre eux comme les nombres impairs ab unitate » – Aux concepts fondamentaux de la Mécanique (mouvement, position, vitesse, poids, force, etc.) correspond une représentation de la réalité physique, celle que l’on trouve le plus clairement exprimée chez Newton. La réalité physique est constituée par la matière et par l’espace et le temps. La matière consiste en corps élémentaires ou corpuscules solides, c’est-à-dire impénétrables et indivisibles, qui sont mobiles et pesants et qui sont localisables dans l’espace et le temps, c’est-à-dire qu’à un instant t chacun de ces corpuscules occupe une position, un point de l’espace. Ces corpuscules sont mus par des forces et leurs mouvements obéissent à des lois mathématiques qui expliquent les divers phénomènes que l’on observe. Les forces principales qui mettent les corpuscules matériels en mouvement sont la force d’inertie, la force d’impulsion (le choc) et la force de gravitation (l’attraction des masses).

Il en résulte que, pour parler comme Laplace dans l’Essai philosophique sur les probabilités de 1814 : « Une intelligence qui pour un instant donné connaîtrait toutes les forces dont la nature est animée et la situation respective des êtres qui la composent […] embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l’univers et ceux du plus léger atome. » En somme, Laplace nous dit : Donnez-moi la position des corps à un instant donné t, et je peux calculer les forces qui s’exercent sur n’importe quel corps et, par là, quel sera son mouvement et ainsi rendre compte des divers phénomènes.

Mais si au lieu d’expliquer les phénomènes dans le cadre des explications mécanistes, c’est-à-dire en considérant les mouvements de corps  dans l’espace, on veut préciser  de quoi il s’agit quand on parle de ce cadre lui-même, alors, « avouons-le honnêtement, nous ne pouvons absolument rien nous représenter sous le terme obscur d’espace ». C’est Einstein qui fait cette remarque. Quand on demande au physicien de préciser de quoi il parle quand il est question de l’espace, il répondra qu’il s’agit de déterminer les mouvements, positions et trajectoires par un « système de coordonnées ». Ces « coordonnées » sont celles que donne un instrument de mesure (une règle et une horloge) qui peut nous indiquer la position de corps en mouvement en chaque point de la trajectoire à chaque instant. C’est cette idée que l’espace est un « système de coordonnées » qui est la véritable idée scientifique de ce qu’est  fondamentalement l’espace dans la physique, et non pas la représentation intuitive, imprécise, et tenue pour évidente d’une étendue géométrique.

Si les sciences sont porteuses d’une culture scientifique, si elles sont l’objet d’un enseignement à l’école, ce n’est pas parce qu’il faut acquérir des connaissances scientifiques, mais c’est parce que les sciences sont instructives, c’est-à-dire parce qu’elles rectifient, précisent et réforment des représentations naïves et vagues, des notions premières présupposées et tenues pour évidentes dans une science, mais sur lesquelles il faut revenir et s’interroger. Il y a une culture scientifique lorsque nous apprenons que nous ne savions pas vraiment ce qu’est une droite dans une géométrie, un nombre dans l’arithmétique, l’espace dans la mécanique, etc.

En conclusion, on pourrait souligner trois points.

D’abord, la notion de culture scientifique n’a de sens que si on ne confond pas la culture et une culture. Il y a la culture que possède celui dont on dit qu’il est cultivé. On veut dire alors qu’il a reçu une éducation grâce à laquelle il a acquis des connaissances et formé son jugement, ses goûts et ses sentiments mêmes. Il y a la culture de celui qui appartient à une culture, celle d’un homme qui est intégré dans sa culture, c’est-à-dire dans le mode de vie, les croyances, les usages, les pratiques, les valeurs d’un milieu et d’une société. Si c’est en ce sens que l’on entend culture dans l’expression « culture scientifique » alors les sciences et les idées scientifiques ne seront qu’un aspect d’une culture particulière, que des faits d’opinions, de mentalité relevant d’un monde culturel particulier et, du coup, elles perdront leur caractère scientifique.

Ensuite, une culture scientifique doit être issue des sciences elles-mêmes, du processus même de leur développement qui les amène à élucider et à préciser leurs concepts fondamentaux. Elles ont alors une valeur instructive et nous apprennent quelque chose, non pas, par exemple, que le carbone est tétravalent, mais quelque chose qui vaut d’être su par tout homme qui veut être un homme cultivé.

On voit enfin que lorsqu’on fait des sciences un objet culturel – l’objet d’expositions, de causeries, de débats – alors les sciences ne sont plus l’objet d’un intérêt scientifique et l’on n’y trouve plus une culture scientifique. Derrière ce que l’on appelle la culture scientifique, il n’y a que l’engouement d’un public pour des nouveautés ou des découvertes qui étonnent. Cet intérêt d’un public pour des sciences est un fait de société qui n’a plus rien à voir avec une culture scientifique : le Big Bang, l’extinction des dinosaures, Lucy, les images transmises par des sondes spatiales, la fécondation in vitro, etc. Où est la culture scientifique dans ce bric-à-brac ? La culture scientifique ne se trouve pas dans les manifestations culturelles qu’on organise autour des sciences à l’occasion d’une nouveauté dans l’actualité scientifique.

La culture scientifique est immanente au développement même des idées scientifiques. Elle relève d’un enseignement des sciences de caractère théorique et non d’un enseignement qui aurait pour base des activités culturelles ou des ateliers qui ne font qu’exciter une curiosité infantile. Elle relève encore moins de débats d’opinions où les sciences sont sommées de répondre à des questions du genre : A quoi ça sert ? Est-ce bien ou mal ? Qu’en est-il de la responsabilité des « scientifiques » ? Et la bombe ? Et les manipulations génétiques ? Et le réchauffement de la planète ? Ce n’est assurément pas avec de tels débats et avec de telles questions qu’on pourra s’instruire et acquérir une culture scientifique. J’affirme au contraire que de tels débats et de telles questions ne feront que répandre une inculture scientifique et des idées fausses sur la connaissance scientifique. Les questions qui font une culture scientifique sont celles qui viennent des sciences elles-mêmes.

Alain Chauve, 17 novembre 2014.           

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