Cours sur la révolution copernicienne

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Copernic, né en 1473 et mort en 1543 en Pologne, est connu pour avoir "découvert " que la Terre tourne autour du Soleil, contrairement à la croyance en vigueur jusqu’alors. La révolution copernicienne désignerait donc d’abord une révolution astronomique, qui consisterait en l’abandon de la vision géocentrique du monde, et dans le passage à une vision héliocentrique.

Mais est-ce cette découverte que l’on désigne quand on parle de révolution copernicienne ? La révolution copernicienne est-elle seulement une révolution astronomique ? C’est ce à quoi je vais ici répondre.

Je montrerai, après, et à travers l’exposition des étapes de cette révolution, quelle est la nature du progrès scientifique, ainsi que le statut de la théorie scientifique.

Avant d’aborder la "découverte " de Copernic, il nous faut, pour bien la comprendre, faire un petit saut dans le temps. Il nous faut d’abord savoir, en effet, quelles sont les caractéristiques du géocentrisme, afin de bien mesurer en quoi l’héliocentrisme peut bien être une révolution. Pourquoi pouvait-on croire, il y a plusieurs siècles de cela, que la Terre était immobile au centre du monde, et que le Soleil tournait autour d’elle ? C’est ce à quoi nous allons répondre, à travers les deux plus grands représentants de cette conception : à savoir, Aristote, et Ptolémée.

L’idéal astronomique précopernicien se trouve dans l’œuvre de Ptolémée, connue sous le nom d’Almageste (140). Le terme d’ " almageste " est un terme arabe, signifiant " grande synthèse ". Pourquoi a-t-on appelé l’ouvrage de Ptolémée ainsi (alors qu’à l’origine, son titre était Syntaxe mathématique) ? Parce qu’il s’agit d’une synthèse de toutes les connaissances astronomiques et cosmologiques (sur la structure de l’univers) accumulées depuis Aristote. L’œuvre de Ptolémée repose donc sur la représentation aristotélicienne de l’univers.

Commençons donc par nous familiariser avec cette représentation du monde aristotélicienne.

Ce qui est d’abord marquant dans cette représentation du monde, c’est la distinction nette entre deux mondes : celui de la Terre, et celui du Ciel.

Cette conception est intuitive, i.e., elle résulte de ce que l’on a coutume d’observer autour de nous. C’est aussi une résurgence de la croyance ancienne selon laquelle le ciel est le domaine des dieux … mais cette croyance elle-même repose sur l’observation quotidienne…

Ce qui les distingue, c’est leur degré de perfection : en effet, dans le monde terrestre, on constate que tout est soumis à un perpétuel changement : naissance, mort, altération ("corruption "), évolution, etc. Au contraire, dans le monde céleste, il n’y a pas de changements. Les corps célestes se meuvent toujours de la même manière, ils ne naissent ni ne meurent. Le monde terrestre est donc imparfait et le monde céleste est parfait. On nomme le premier monde, le monde "sublunaire ", ce qui signifie "situé sous la Lune " ; si la Lune est une frontière entre les deux mondes, c'est parce que, contrairement aux autres corps célestes, elle change de forme constamment. Le monde céleste se nomme le monde "supralunaire", ce qui signifie qu’il se trouve "au-dessus de la lune ". Ces deux mondes sont donc soumis à des lois totalement différentes.

On observe également que les différents corps obéissent à un mouvement différent : les corps "lourds " (une pierre) tombent, les corps "légers" montent (la fumée, la vapeur). Ils obéissent à un mouvement qui s’effectue en ligne droite. Les corps célestes se meuvent quant à eux de façon circulaire, et de manière uniforme (toujours la même).

Le monde sublunaire (ou terrestre) est composé de quatre éléments originaux dont tous les corps sont une combinaison des quatre : la Terre, l'Eau, l'Air, le Feu. La Terre au centre, puis l'Eau, l'Air, et enfin le Feu le plus à l'extérieur.

Ces autre éléments déterminent la manière dont les corps terrestres vont se mouvoir.

En effet, à chaque sorte de corps, classés en lourds et en légers, correspond un élément naturel, qui est encore appelé un lieu naturel. L’élément/ lieu naturel des corps lourds est soit la terre soit l’eau ; l’élément/ lieu naturel des corps légers est soit le feu, soit l’air. Les corps ne sont à l’aise que dans ce lieu/ élément, et c’est pour cela qu’il est qualifié de " naturel ". Leur imposer un autre lieu, c’est leur faire violence, car c’est les expédier en un lieu qui n’est pas le leur, qui ne leur est pas propre/ naturel. Aristote dit qu’on les prive de leur lieu naturel. Les corps déplacés de leur lieu naturel combleront donc cette privation en faisant tout pour retourner dans leur lieu d’origine. Aristote dit que le mouvement par lequel les corps sont déplacés de leur lieu d’origine est un mouvement " violent ", et que le mouvement par lequel le corps rejoint son lieu d’origine est " naturel ". Le mouvement n’est donc pas une réalité positive : il n’a de sens que par le repos qu’il promet (l’idéal étant en effet de rester éternellement en son lieu propre). Plus précisément, il sert à remettre les choses en ordre : on voit bien qu’il n’y aurait pas de mouvement, si on ne dérangeait pas l’ordre.

Voici donc quels sont les mouvements naturels : aux lourds, la terre et l’eau, revient le mouvement rectiligne vers le bas. Aux légers, l’air et le feu, revient le mouvement rectiligne vers le haut. Il faut noter que ces directions, ces lieux, sont pour Aristote absolus. Il y a un haut et un bas prédéterminés dans l’univers !

Voici donc comment on expliquait la chute des corps chez Aristote : quand vous lancez une pierre, vous l’envoyez dans un lieu qui ne lui est pas naturel (l’air, le haut) ; vous lui infligez donc un mouvement violent, duquel s’ensuivra nécessairement un mouvement naturel rectiligne vers le centre de la Terre ; la pierre tombe, parce qu’elle veut rejoindre son lieu naturel, comme l’amant désire rejoindre l’aimé.

La théorie aristotélicienne du mouvement est donc associée à une théorie de l’espace qui est différencié selon des lieux, et à une structure d’ordre du Cosmos. Les lignes géométriques simples (droite et cercle), les éléments, le léger et le grave, dont Aristote fait des qualités absolues de la matière, sont physiquement liés. Et tout cela forme un tout harmonieux. C’est une des raisons essentielles de son adoption.

La Terre a donc une position centrale pour deux raisons : 1) elle explique comment se meuvent les corps ; 2) c'est la première des sphères, la plus lourde. On voit que la position centrale de la Terre est très importante car tout le comportement des choses de notre vie quotidienne repose sur ce postulat. Autrement dit : la cosmologie détermine une certaine physique. A retenir pour la suite !

S'opposant à ce monde complexe et perturbé, mais totalement déconnecté de notre expérience, existe le monde Céleste. C'est un monde parfait et immuable, dont les constituants (Lune, Soleil, planètes, Etoiles) sont chacun sur des sphères concentriques, au nombre de 8, et qui tournent autour de celle-ci d’un mouvement circulaire uniforme .

Les sphères sont des coquilles sphériques appelées "orbes " et comparées à des pelures d’oignons, qui retiennent les planètes, et qui tournent autour de la Terre d’un mouvement circulaire uniforme.

Les sphères et les planètes qui se meuvent obéissent à un mouvement circulaire uniforme, car le cercle représente pour les Grecs un mouvement fondamental et parfait, seul applicable, par conséquent, à ce monde parfait.

Elles sont différentes, parce que chaque sorte de corps céleste a un statut différent (on constate par l’observation qu’ils ne se comportent pas de la même manière). Les objets les plus proches de la Terre (la Lune et le Soleil) tournent le plus rapidement. Les plus éloignés (les étoiles fixes), sont les plus idéaux, les plus parfaits, ils sont à l'origine de tous mouvements, et ne se déplacent pas.

Point important : on voit bien que l’univers géocentrique est fini. Au-delà de la dernière sphère, mis à part les grands cristallins et le " premier moteur immobile ", équivalent de notre Dieu, qui meut l’ensemble, il n’y a plus rien. Même pas de vide, qui est pour Aristote une aberration.

D’abord, si on a un monde infini, on aura des parties qui elles-mêmes auront nécessairement des grandeurs infinies. S’il y a des parties infinies, tous les mouvements qui conduiront d’un lieu à l’autre seront infinis. Mais alors, la chose en mouvement ne pourra jamais arriver en aucun lieu ! Pire encore : si le monde était infini, on perdrait toutes les directions : il n’y aurait plus ni haut, ni bas, etc. Dès lors, le mouvement local perdrait tout son sens. Le mouvement n’aurait ni point de départ ni point d’arrivée. Et les corps resteraient dans le même état. De plus, si le monde était infini, les astres, qui tournent autour de la Terre en 24h00, le feraient en un temps infini.

Mais surtout, alors que pour nous le terme de "fini " est peut-être un défaut, il est pour un Grec synonyme de perfection. Une chose finie est achevée, définie. Elle est parfaite. Le modèle d’une chose "finie " est d’ailleurs le cercle…

Mais ce système de l’univers, certes cohérent (car il explique tout !), n’est pourtant pas sans rencontrer quelques difficultés. En effet, il représente les planètes se déplaçant à des distances invariables de la Terre. Or, les apparences/ observations montrent que les planètes ne peuvent toujours rester à même distance de la Terre : les planètes dans le ciel rebroussent parfois chemin : elles semblent revenir en arrière pendant quelques jours, puis ensuite reprendre leur course en suivant leur trajectoire en cercle. D’où : ce système ne rend pas compte des observations.

Ce phénomène, que l’on va bientôt désigner comme le "problème de l’irrégularité du mouvement des planètes ", a beaucoup intrigué les astronomes : comment le réconcilier avec la cosmologie d'Aristote, qui prône le cercle comme objet parfait, et donc comme seule trajectoire possible des astres ? Il fallait à tout prix que la théorie de cercles imbriqués les uns dans les autres, concorde avec les données de l’observation !

Conséquence : l’époque hellénistique (3è av. JC – 1er ap. JC) voit une prolifération considérable de systèmes du monde. La plupart des astronomes s’attachent à modifier le système des sphères concentriques, trop rigide pour rendre compte des apparences.

C’est ici qu’intervient Ptolémée, qui va " sauver " la théorie d’Aristote, en la remaniant (plus exactement, en lui faisant quelques ajouts).

Il répond en effet au problème de l’irrégularité des planètes de la manière suivante.

Le système s'appuie toujours sur les grands principes de la vision aristotélicienne : la Terre est au centre de l'univers, et les différents astres (Lune, Soleil, Planètes, Etoiles), sont sur des sphères concentriques tournantes, centrées sur la Terre.

Mais, l’astre, au lieu d'être fixé à un grand cercle tournant centré sur la Terre, est en fait fixé sur un petit cercle qui tourne sur lui-même, le centre de ce petit cercle se déplaçant sur le grand cercle centré sur la Terre. On appelle ce petit cercle, un épicycle Ainsi, le mouvement d'un astre dans le ciel est la combinaison de deux effets qui s'ajoutent : une longue révolution le long du grand cercle et une petite révolution plus rapide le long du petit cercle.

Donc, globalement l'astre décrit un grand cercle, auquel s'ajoutent des petites modulations, qui sont les mouvements rapides le long du petit cercle. Ces modulations se manifestent dans le ciel par une accélération dans le sens du mouvement, suivi d'un ralentissement et d'un retour en arrière, chaque fois que le petit cercle fait un tour sur lui-même.

Ainsi, Ptolémée, en utilisant des combinaisons de cercles plus complexes que son prédécesseur, arrive à reproduire, avec une assez bonne précision pour l'époque, les mouvements des planètes dans le ciel. Ce système permettait même de prévoir les éclipses de lune et de soleil, les conjonctions etc. Il était donc globalement satisfaisant, et très utile pour les astrologues.

Mais il convient de s’arrêter un instant sur le statut de l’astronomie à cette époque. Par exemple, est-ce que l’on croit vraiment à la réalité des sphères célestes ? Est-ce que l’astronome de l’époque prétend décrire la structure réelle de l’univers ?

Aristote y croyait : cf. sphères éthérées, sphères de cristal… Ptolémée, lui, n’a jamais prétendu que les cercles utilisés pour calculer les positions des planètes sont réels d’un point de vue physique. Conformément au statut de l’astronomie en vigueur à l’époque hellénistique, ils ne sont rien de plus que des instruments mathématiquement utiles, des fictions mathématiques, seulement utiles aux calculs. On dit qu’il s’agissait pour eux de " sauver les phénomènes ".

Qu’est-ce que cela veut dire ? Pour le comprendre, nous allons étudier ce texte de Simplicius :

Simplicius, Commentaire de la physique d’Aristote (II, 2) : comparaison entre le physicien et l’astronome

Il appartient à la théorie physique d’examiner ce qui concerne l’essence du Ciel et des astres, leur puissance, leur qualité, leur génération et leur destruction ; et, par Jupiter, elle a aussi le pouvoir de donner des démonstrations touchant la grandeur, la figure et l’ordre de ces corps. L’Astronomie, au contraire, n’a aucune aptitude à parler de ces premières choses ; mais ses démonstrations ont pour objet l’ordre des corps célestes, après qu’elle a déclaré que le Ciel est vraiment ordonné ; elle discourt des figures, des grandeurs et des distances de la Terre, du Soleil et de la Lune ; elle parle des éclipses, des conjonctions des astres, des propriétés qualitatives et quantitatives de leurs mouvements. Puis donc qu’elle dépend de la théorie qui considère les figures au point de vue de la qualité, de la grandeur et de la quantité, il est juste qu’elle requière le secours de l’Arithmétique et la Géométrie ; et au sujet de ces choses, qui sont les seules dont elle soit autorisée à parler, il est nécessaire qu’elle s’accorde avec l’Arithmétique et la Géométrie. Bien souvent, d’ailleurs, l’astronome et le physicien prennent le même chapitre de la Science pour objet de leurs démonstrations ; ils se proposent, par exemple, de prouver que le Soleil est grand, ou que la Terre est sphérique ; mais, dans ce cas, ils ne procèdent pas par la même voie ; le physicien doit démontrer chacune de ses propositions en les tirant de l'essence des corps, de leur puissance, de ce qui convient le mieux à leur perfection, de leur génération, de leur transformation ; l’astronome, au contraire, les établit au moyen des circonstances qui accompagnent les grandeurs et les figures des particularités qualitatives du mouvement, du temps qui correspond à ce mouvement. Souvent, le physicien s’accordera à la cause et portera son attention sur la puissance qui produit l’effet qu’il étudie, tandis que l’astronome tirera ses preuves des circonstances extérieures qui accompagnent ce même effet ; il n’est point né capable de comprendre la cause, de dire, par exemple, quelle cause produit la forme sphérique de la Terre et des astres. Dans certaines circonstances, dans le cas, par exemple, où il raisonne des éclipses, il ne propose aucunement de saisir une cause ; dans d’autres cas, il croit devoir poser certaines manières d’être, à titre d’hypothèses, de telle façon que ces manières d’être une fois admises, les phénomènes soient sauvés. Par exemple, il demande pourquoi le Soleil, la Lune et les autres astres errants semblent se mouvoir irrégulièrement ; que l’on suppose excentriques au Monde les cercles décrits par les astres, ou que l’on suppose chacun des astres entraîné en la révolution d’un épicycle, l’irrégularité apparente de leur marche est également sauvée ; il faut donc déclarer que les apparences peuvent également être produites par l’une ou l’autre de ces manières d’être, en sorte que l’étude pratique des mouvements des astres errants est conforme à l’explication que l’on aura supposée. C’est pour cela qu’Héraclide de Pont déclare qu’il est possible de sauver l’irrégularité apparente du mouvement du Soleil en admettant que le Soleil demeure immobile et que la Terre se meut d’une certaine manière. Il n’appartient donc aucunement à l’astronome de connaître quel corps est en repos par nature, de quelles qualités sont les corps mobiles ; il pose à titre d’hypothèse que tels corps sont immobiles, que tels autres sont en mouvement, et il examine quelles sont les suppositions avec lesquelles s’accordent les apparences célestes. C’est du physicien qu’il tient ses principes, principes selon lesquels les mouvements des astres sont réguliers, uniformes et constants ; puis, au moyen de ces principes, il explique les révolutions de toutes les étoiles, aussi bien de celles qui décrivent des cercles parallèles à l’équateur que des astres qui parcourent des cercles obliques.

Commentaire

L’astronome n’est pas un physicien, i.e., il ne se donne pas pour but de décrire la structure réelle (essence, cause) du ciel.

Question directrice de l’astronome : quels mouvements doit-on supposer pour sauver les apparences que les observateurs constatent, pour que l’irrégularité soit réduite à une uniformité et nous permette calculs et prédictions ?

Comme nous l’avons vu, la réponse la plus avérée est que le mouvement compliqué et irrégulier d’une planète qui apparaît à l’observation est le résultat de plusieurs mouvements simples, accomplis suivant un excentrique et un épicycle. Mais est-ce à dire que ces épicycles sont les seuls mouvements réels, dont les autres ne sont que les apparences ? Non : ce sont des artifices de l’esprit, permettant seulement de rendre accessibles les phénomènes célestes aux calculs et de fournir des conclusions conformes aux observations.

Si les épicycles existaient, les mouvements célestes et autres phénomènes se produiraient exactement comme ils se produisent, et, " pourvu qu’il ait le moyen de déterminer clairement les lieux et mouvements des planètes, l’astronome ne se demande pas si cela provient ou non de l’existence réelle de telles orbites dans le Ciel ". Le seul guide de l’astronome qui cherche à sauver les mouvements apparents des astres est la simplicité, ainsi que l’exactitude.

Conséquence : plusieurs combinaisons de mouvements circulaires et uniformes peuvent également, quoique différentes, sauver les phénomènes. A tel point que certains avaient déjà imaginé de mettre la Terre en mouvement (Aristarque, Héraclide).

Il y a au moins deux raisons, toutes deux tirées de la nature divine des cieux.

Parce que la connaissance de l’essence des choses célestes, celles-ci étant de nature divine, passe les forces de l’homme ; aussi nous est-il impossible de déduire les mouvements des astres à partir de principes certains : il nous est seulement possible de fonder l’astronomie sur des hypothèses fictives qui n’ont rien de certain. (Cf. " il nous est impossible d’avoir les éléments nécessaires pour raisonner sur le Ciel, qui est loin de nous et trop élevé par sa place et son rang "). Seules les choses " sublunaires " (sous la lune) sont accessibles à notre faible raison.

Cf. fait qu’on croyait que les cieux étaient la demeure des dieux ; c’est pourquoi essayer de les connaître était un sacrilège puisque cela revenait à les naturaliser. Ainsi, Anaxagore, philosophe présocratique, a été mis à mort par les Athéniens pour avoir cherché à connaître le fonctionnement du ciel. Ces derniers ont même été jusqu’à voter une loi suivant laquelle "sera traduit devant le tribunal quiconque ne croit pas aux dieux, ou donne un enseignement sur les choses célestes ".

C’est donc pour ces deux raisons que la question "pourquoi ", en ce qui concerne les cieux, n’est pas valide, mais seulement la question "comment ".

1) Le but de Copernic (texte 1)

Copernic, De la révolution des ordres célestes, préface

Je puis fort bien m'imaginer, Très Saint Père, que, dès que certaines gens sauront que, dans ces livres que j'ai écrits sur les révolutions des sphères du monde, j'attribue à la terre certains mouvements, ils clameront qu'il faut tout de suite nous condamner, moi et cette mienne opinion. Or, les miens ne me plaisent pas au point que je ne tienne pas compte du jugement des autres. Et bien que je sache que les pensées du philosophe ne sont pas soumises au jugement de la foule, parce que sa tâche est de rechercher la vérité en toutes choses, dans la mesure où Dieu le permet à la raison humaine, j'estime néanmoins que l'on doit fuir les opinions entièrement contraires à la justice et à la vérité. C'est pourquoi, lorsque je me représentais à moi-même combien absurde vont estimer cette a c s a m a ceux qui savent être confirmée par le jugement des siècles l'opinion que la terre est immobile au milieu du ciel comme son centre, si par contre j'affirme que la terre se meut : je me demandais longuement si je devais faire paraître mes commentaires, écrits pour la démonstration de son mouvement ou, au contraire, s'il n'était pas mieux de suivre l'exemple des pythagoriciens et de certains autres, qui - ainsi que le témoigne l'épître de Lysias à Hipparque – avaient l'habitude de ne transmettre les mystères de la philosophie qu'à leurs amis et à leurs proches, et ce non par écrit mais oralement seulement.

Et il me semble qu'ils le faisaient non point, ainsi que certains le pensent, à cause d'une certaine jalousie concernant les doctrines à communiquer, mais afin que des choses très belles, étudiées avec beaucoup de zèle par de très grands hommes, ne soient méprisées par ceux à qui il répugne de consacrer quelque travail sérieux aux lettres -sinon à celles qui rapportent – ou encore par ceux qui, même si par l'exemple et les exhortations des autres ils étaient poussés à l'étude libérale de la philosophie, néanmoins, à cause de la stupidité de leur esprit, se trouvent être parmi les philosophes comme des frelons parmi les abeilles. Comme donc j'examinais cela avec moi-même, il s'en fallut de peu que, de crainte du mépris pour la nouveauté et l'absurdité de mon opinion, je ne supprimasse tout à fait l'œuvre déjà achevée.

Mes amis cependant m'en détournèrent, moi qui longtemps hésitai et même leur résistai... [L'un d'entre eux] m'avait fréquemment exhorté et même m'avait poussé par des reproches maintes fois exprimés à éditer ce livre et à faire voir le jour à l'œuvre qui était demeurée cachée chez moi non pas neuf ans seulement, mais déjà bien près de quatre fois neuf ans.

Ce que me demandèrent également plusieurs autres personnes... m'exhortant de ne plus me refuser - à cause des craintes que je concevais – de faire paraître mon œuvre pour le plus grand profit de tous ceux qui s'occupent de mathématiques. Et peut-être, aussi absurde que ma théorie du mouvement de la terre ne paraisse aujourd'hui à la plupart, elle n'en provoquera que d'autant plus d'admiration et de reconnaissance lorsque par suite de la publication de mes commentaires ils verront les nuages de l'absurdité dissipés par les plus claires démonstrations. C'est par de telles persuasions et par de tels espoirs que je fus amené à permettre à mes amis de faire l'édition de mon œuvre qu'ils m'avaient longtemps réclamée.

Mais Ta Sainteté sera peut-être autant étonnée que j'ose faire paraître ces miennes méditations, après avoir pris tant de peine à les élaborer que je ne crains pas de confier aux lettres mes idées sur le mouvement de la terre, que désireuse d'apprendre de moi comment il m'est venu à l'esprit d'oser imaginer – contrairement à l'opinion reçue des mathématiciens et presque à l'encontre du bon sens – un certain mouvement de la terre. C'est pourquoi je ne veux pas cacher à Ta Sainteté que nulle autre cause ne me poussa à rechercher une autre façon de déduire les mouvements des sphères du monde que le fait d'avoir compris que les mathématiciens ne sont pas d'accord avec eux-mêmes dans leurs recherches. Car, premièrement, ils sont tellement incertains des mouvements du soleil et de la lune qu'ils ne peuvent ni déduire ni observer la grandeur éternelle de l'année entière. Ensuite, en établissant les mouvements de ces [astres], ainsi que des autres cinq astres errants, ils ne se servent ni des mêmes principes et des mêmes assomptions ni des mêmes démonstrations des révolutions et mouvements apparents. Les uns, notamment, ne font usage que de [sphères] homocentriques , les autres d'excentriques et d'épicycles, par quels moyens cependant ils n'atteignent entièrement ce qu'ils cherchent. En effet, ceux qui s'en tiennent aux [sphères] homocentriques, quoiqu'ils aient démontré pouvoir composer à leur aide plusieurs et divers mouvements, n'ont pu cependant rien établir de certain expliquant entièrement les phénomènes. Quant à ceux qui imaginèrent des excentriques, bien qu'avec leur aide ils semblent, en grande partie, avoir pu déduire et calculer exactement les mouvements apparents, ils ont cependant admis beaucoup [de choses], [comme l'utilisation de l'équant], qui semblent s'opposer aux principes premiers concernant l'uniformité des mouvements. Enfin en ce qui concerne la chose principale, c'est-à-dire la forme du monde et la symétrie exacte de ses parties, ils ne purent ni la trouver ni la reconstituer. Et l'on peut comparer leur œuvre à celle d'un homme qui, ayant rapporté de divers lieux des mains, des pieds, une tête et d'autres membres – très beaux en eux-mêmes, mais non point formés en fonction d'un seul corps et ne correspondant aucunement -, les réunirait pour en former un monstre plutôt qu'un homme. C'est que, dans le processus de démonstration que l'on appelle " méthodon ", ils se trouvent soit avoir omis quelque chose de nécessaire, soit avoir admis quelque chose d'étranger et n'appartenant aucunement à la réalité. Ce qui ne leur serait pas arrivé s'ils avaient suivi des principes certains. Car si les hypothèses qu'ils avaient admises n'étaient pas fallacieuses, tout ce qui en serait déduit aurait, sans aucun doute, été vérifié. Et si peut-être ce que je dis là est obscur, cela deviendra cependant plus clair en son lieu.

Commentaire

Copernic s’exprime en mathématicien : il n’a pas un but réaliste quand il soutient que la terre est en mouvement ; c’est seulement une hypothèse (cf. " si alors " ; imaginer)

Par là, Copernic est en conformité avec la définition de l’astronomie en vigueur à son époque

Bien entendu, c’est un bon moyen de se défendre de l’Eglise!

Voici quelles sont ses motivations : le système du monde jusqu’à présent en vigueur, celui de Ptolémée (l’Almageste), est comparé à un " monstre ". Il est devenu trop compliqué, et même trop imprécis, et Copernic veut le simplifier ; cf. le problème du calendrier : le Calendrier de l'époque (le calendrier Julien) pose de plus en plus de problèmes : construit sur le mouvement des planètes prédit par le système de Ptolémée, il se décalait de plus en plus. Ainsi les saisons commencent à se déplacer dangereusement. Cela pose problème : pour l'agriculture bien évidemment, mais également pour les dates des fêtes religieuses, et quasiment tous les types d'activités humaines

D’où la nécessité de réformer les techniques astronomiques, en essayant, pourquoi pas, de nouvelles hypothèses (qui ne sont que des hypothèses ! !), comme l’ont fait beaucoup d’autres avant lui

C’est donc au double problème des irrégularités des planètes, et de la réforme du calendrier, que Copernic va s’attaquer dans le De Revolutionibus.

Peut-être que, en échangeant les rôles respectifs du Soleil et de la Terre, on va pouvoir simplifier les techniques de calcul des positions des planètes, et rendre ainsi ce système plus précis : c’est tout ce que prétend faire l’hypothèse de l’héliocentrisme

Ce sont donc des arguments astronomiques qui rendent nécessaire le mouvement de la Terre. A priori, c’est juste une hypothèse, qui ne prétend pas se prononcer sur sa réalité.

La Terre est donc, dans la nouvelle hypothèse de Copernic, une planète transportée autour du Soleil central par une sphère exactement semblable à celle qui était utilisée pour transporter le Soleil autour de la sphère centrale.

Qu’est-ce qu’une révolution ? C’est, au sens le plus courant du terme, issu du domaine politique, une rupture radicale avec le passé, considérée, non comme une régression, mais comme un progrès.

Or, Copernic est-il en rupture radicale avec le passé ? Sa théorie marque-t-elle vraiment un progrès ?

Il a en effet conservé beaucoup de choses de la vieille astronomie : ainsi, il n’attaqua nullement l’univers des sphères.

On va dire qu’il a quand même innové, et ce, en ce qui concerne le fondement même de l’ancien système du monde : à savoir, il a complètement changé la position de la Terre, et l’a mise en mouvement. Mais même là, sa " rupture " avec la tradition ne va en fait pas bien loin : en effet, quand il donne des arguments en faveur du mouvement de la Terre, Copernic se place du point de vue traditionnel, i.e., il est en conformité avec l’univers aristotélicien, qui n’est donc nullement détruit par cette novation. Ainsi, comme il le dit lui-même, c’est pour pouvoir retrouver le dogme du mouvement circulaire uniforme, mis à mal par les épicycles de Ptolémée, que Copernic a eu l’idée de son système…

Sa théorie ne fut donc pas perçue comme un bouleversement, ni par ses contemporains ni par ses successeurs immédiats ; elle est restée sans effet important sur l’astronomie pendant un demi-siècle environ. N’étant pas en rupture par rapport à la tradition, on voit mal comment son hypothèse aurait pu apporter un quelconque progrès !

Est-ce que son hypothèse a apporté un gain de simplicité ? Au premier abord, oui : Copernic parvient à expliquer, sans épicycles, le mouvement des planètes ; en particulier, le mouvement rétrograde devient une conséquence naturelle et immédiate de la géométrie des orbites centrées sur le Soleil.

Mais d’un point de vue quantitatif, la solution de Copernic est moins performante que celle de Ptolémée ; on est en fait obligé, quand on raisonne en termes de sphères, de compliquer le système d’épicycles mineurs, d’excentriques, et d’équants ; Copernic lui-même y fut finalement obligé ! ! (A tel point que son système devint plus compliqué, sur ce point, que celui de Ptolémée)

Pire encore, Copernic ne propose pas de représentation de l’univers cohérente, comme pouvait l’être celle d’Aristote. En effet, sa cosmologie repose sur la physique d’Aristote, alors que cette dernière est incompatible avec la nouvelle cosmologie !

Une chose est donc sûre : l’ouvrage de Copernic ne fut pas révolutionnaire, il le devint ; ce n’est pas lui qui a fait la révolution copernicienne, mais il l’a seulement inaugurée. La révolution copernicienne est en somme une "révolution après-coup ". Mais qui alors l’a faite ? Et comment se fait-il, vu les problèmes que pose l’ouvrage de Copernic, qu’elle ait même pu avoir lieu ?

Tout simplement parce que ce que Copernic a montré à ses héritiers, c’est que peut-être la solution au problème des planètes peut être trouvée en acceptant son hypothèse héliocentrique, i.e., en changeant de référentiel. Un nouveau programme de recherche, basé sur ce nouveau référentiel, va donc germer dans les esprits (scientifiques bien sûr !).

On peut noter ici que si la révolution a été possible, c’est aussi que des changements dans les mentalités étaient en germe depuis un siècle au moins.

Oresme et Buridan (et bien d’autres encore, mais ce sont les plus connus) ont essayé de corriger, par leur théorie de l’impetus, un maillon faible de la physique aristotélicienne : il s’agit de l’explication du mouvement des projectiles. Aristote croyait que, à moins d’être mue par une poussée extérieure, une pierre ou bien resterait au repos, ou bien se déplacerait en ligne droite vers le centre de la Terre. Or : quand elle quitte la main, la pierre ne tombe pas droit sur le sol, mais continue à se déplacer dans la direction vers laquelle elle a été initialement lancée, même après que le contact avec l’élément lanceur initial a été rompu. Aristote le savait bien, et il corrigea sa théorie de la façon suivante : il imagina que l’air perturbé était à l’origine d’une poussée qui prolonge le mouvement du projectile après que le contact avec l’élément lanceur a cessé. Buridan et Oresme y répondent par la théorie de l’impetus :

Buridan, Questions sur les huit livres de la Physique d’Aristote

Nous devons dire que dans la pierre ou dans un autre projectile est imprimé quelque chose qui est la force motrice de ce projectile (…) le lanceur imprime un certain impetus ou force motrice dans le corps en mouvement (…) Et il imprimera dans ce corps un impetus dont le montant est le même que celui dont le moteur meut ce corps en mouvement plus rapidement.

Si cette théorie n’a pas contribué à détruire le système d’Aristote, c’est parce que, comme l’hypothèse héliocentrique de Copernic, elle s’attaque à quelques points du système, sans pouvoir être en mesure de reconstruire les autres pans. Leur faible est donc de ne pas pouvoir apporter une représentation du monde cohérente. Mais ils ont contribué à faire naître le soupçon concernant les théories admises. Ils ont rendu possible la contestation des systèmes aristotélicien et ptoléméen, ce qui sera très important pour la suite.

Tout ceci contribua donc à changer l’attitude des intellectuels vis-à-vis de l’héritage scientifique, ainsi que du sens commun.

On le voit, la révolution copernicienne fut donc une révolution graduelle, lente … dont il nous faut donc maintenant retracer les étapes essentielles.

Après la mort de Copernic, en 1543, on commence à se servir de ses tables astronomiques, mais sans croire vraiment à l’hypothèse du mouvement de la Terre.

Si certains ont pu être attirés par l’ouvrage de Copernic, c’est parce qu’à l’époque, comme on l’a vu à travers notre esquisse des changements de mentalité à la Renaissance, il y avait un élan néoplatonicien, attiré par les arguments de simplicité mathématique et qui croit à la place centrale du Soleil dans l’univers. Or, nous l’avons vu, le système de Copernic se présente comme apportant ou en tout cas comme voulant apporter, dans la représentation de l’univers, harmonie et cohérence, et il met le Soleil au centre de cet univers.

A ces deux aspects fortement attrayants pour nombre d’intellectuels/ savants de l’époque, s’ajoute l’idée (implicitement présente dans l’œuvre de Copernic) selon laquelle ce n’est pas dans les livres (en l’occurrence, ceux d’Aristote et de Ptolémée) que l’on trouvera la bonne solution au problème des planètes.

Ce point-là va guider même ceux qui ne sont pas d’accord avec l’héliocentrisme (cf. T. Brahé : non convaincu par l’hypothèse copernicienne, il va pourtant scruter soigneusement les cieux et obtenir des tables astronomiques plus précises que jamais auparavant). Tous les astronomes vont maintenant être obligés de recourir à l’expérience, plutôt qu’aux textes anciens. A la suite de la publication de l’ouvrage de Copernic, on peut dire qu’une crise émerge : on "sent " que Ptolémée a très bien pu se tromper, et qu’il faut réformer l’astronomie. L’ouvrage de Copernic a donc contribué à révolutionner l’astronomie, en lui donnant de nouvelles orientations.

C’est surtout Kepler qui va donner un élan nouveau à l’astronomie. Convaincu, lui, de l’hypothèse héliocentrique, en vertu de son néoplatonisme, il se sert des tables de son maître T. Brahé. Continuant son travail, il découvre que les trajectoires ne décrivent pas une orbite circulaire mais elliptique et attribue au Soleil l’origine de tous les mouvements célestes. Comme il s’appuie sur les observations très précises de Brahé, il bénéficie vite d’un certain crédit, ce qui permet aux astronomes de s’habituer de plus en plus à l’hypothèse héliocentrique.

Toutefois, ne nous trompons pas sur le sens de cette étape, première et astronomique, de la révolution copernicienne. En fait, pour qu’astronomes et sens commun croient vraiment à l’héliocentrisme, il a fallu l’énorme travail de Galilée. Seul il a su donner à cette "croyance " les fondements nécessaires, en "inventant " une représentation du monde nouvelle, en rupture avec le passé, susceptible de remplacer l’ancienne.

La deuxième étape de la révolution copernicienne, appelée soit révolution scientifique, soit révolution galiléenne, est monumentale : elle va, en effet, à terme, changer toute notre conception du monde.

Mais, avant d’exposer quelles sont les caractéristiques de cette révolution, demandons-nous pourquoi elle était nécessaire, pour passer à l’héliocentrisme.

Il fallait donc nécessairement, pour réellement passer à un univers héliocentrique, fonder une nouvelle physique, qui seule pouvait rendre cohérente la nouvelle hypothèse. C’est Galilée qui va s’y attaquer, et transformer le système copernicien en conception du monde cohérente. Il va d’abord "prouver " que la distinction Terre/ Ciel est fausse, puis, créer une nouvelle théorie du mouvement (cf. la loi de l’inertie et la relativité du mouvement), pour aboutir finalement à une totale réforme de la science physique elle-même (sa méthode, sa nature). C’est, toutefois, Newton qui sera le véritable "point d’aboutissement " de cette révolution (cf. gravitation universelle ; mécanique céleste ; monde infini).

Tout commence quand Galilée, en 1609, construit une longue vue avec des lentilles de très grande qualité. Il s’en sert alors pour regarder le ciel. En 1610, il publie ses résultats, ainsi que leurs conséquences, dans Le messager des étoiles. Voici quelles sont ses découvertes :

La lune jusqu'alors était imaginée comme une grande sphère parfaite, rigide et polie, sans imperfection ni rugosité à sa surface. Galilée, après l'avoir observée pendant l'hiver 1609, détruisit complètement cette vision en dessinant les cratères multiples, sa surface complètement irrégulière, semblable à ce que l'on voit ... sur Terre.

Toutes ces découvertes portent les germes d’une véritable révolution, puisqu’elles aboutissent, non seulement à la confirmation de l’hypothèse copernicienne, mais surtout, à l’abandon de la distinction entre un monde parfait et imparfait. Les deux mondes sont sans doute de même nature et on peut donc tout à fait concevoir que la Terre est un astre. Galilée apportait grâce à sa lunette des preuves de l’héliocentrisme, en en démontrant les implications physiques.

NB : il faut quand même préciser que l’on va critiquer avec virulence les découvertes de Galilée, qui mettent tant à mal l’ancienne représentation du monde, celle qui est encore en vigueur. Ainsi va-t-on dire par exemple que la lentille déforme les objets, et que Galilée est donc victime d’illusions d’optique. Et, quand nombre d’astronomes vont se rallier à Galilée et exhiber de nouvelles "preuves " empiriques de l’héliocentrisme, on va dire que les tâches du Soleil ne sont dues qu’au passage de gerbes de corpuscules opaques et sombres devant lui…

Conséquence : alors que l’œuvre de Copernic était restée, avant Galilée, sans conséquence, car elle n’était et ne se présentait que comme une hypothèse, n’affirmant rien concernant la structure réelle de l’univers, elle est maintenant mise à l’index par les autorités religieuses, car, interprétée de façon réaliste, elle sape les fondements de la religion (surtout, le dogme de la Terre au centre du monde et du monde fait pour l’homme, centre de l’Univers).

Une fois convaincu de la grande plausibilité de l’héliocentrisme, Galilée va donc, comme nous l’avons dit, chercher à le rendre cohérent. I.e. : il faut bien se rendre à l’évidence, il faut changer de physique, il faut se débarrasser de l’ancienne, qui est sans doute erronée.

Nous en connaissons la raison : la nécessité d’une nouvelle physique, avons-nous dit, s’impose du fait que l’astronomie et la physique terrestre ne sont pas des sciences indépendantes.

Mais une autre raison, d’ordre du " bon sens ", en quelque sorte, nécessite cette nouvelle physique : comment se fait-il qu’on ne sente pas ce prétendu mouvement de la Terre ? On ne va pas arrêter d’objecter à Galilée que si la Terre était en mouvement, nous serions expulsés de la surface de la Terre ; ou encore, si on jetait par exemple une pierre du haut d’une tour, elle ne tomberait pas en bas, mais, comme la Terre se serait pendant ce temps déplacée, elle tomberait en arrière de cette tour. Vraiment, l’hypothèse du mouvement de la Terre est contraire au bon sens et aux lois du mouvement connues depuis longtemps !

Galilée va démontrer et découvrir, suite à ses recherches pour résoudre ce problème, la relativité du mouvement, ainsi que la loi d’inertie.

Puis, il va détruire la conception aristotélicienne de l’espace, ensemble différencié de lieux intramondains. Il va montrer que l’espace est homogène. C’est donc une géométrisation de l’espace : l’espace réel de l’Univers est désormais considéré comme identique, en sa structure, à celui de la géométrie euclidienne (extension homogène et nécessairement infinie)

C’est l’avènement de la méthode expérimentale, devenue le modèle même de la méthode scientifique : elle consiste à avancer des hypothèses, que l’on prend soin de vérifier en faisant des expériences. Ces expériences ne sont pas, évidemment, des observations, car Galilée sait qu’il faut se méfier de ce que nos sens nous " disent "… C’est l’accompagnement des instruments qui rend l’expérience distincte de l’observation, et plus objective, plus précise.

b) La physique mathématique et l’explication quantitative de la chute des corps

Alors que pour les aristotéliciens, la science est purement descriptive, intuitive, et s’exprime en langage quotidien, avec Galilée, la science devient explicative et s’exprime dans un langage mathématique. Ainsi, alors que chez Aristote, expliquer le mouvement c’était en donner une raison globale (une pierre tombe parce que sa nature l’attire vers le centre de l’univers) et qualitative, chez Galilée (et plus tard Newton) ce sera en donner une explication différentielle et quantitative, qui permet de prédire ce qui va se passer à chaque instant. L’explication aristotélicienne n’est plus considérée comme scientifique mais comme métaphysique et même comme tautologique. I.e. : elle n’explique, finalement, rien du tout. Cf. Molière qui se moque des scolastiques en ridiculisant le médecin qui expliquait l’efficacité de l’opium en lui attribuant une vertu dormitive.

L’astronomie a maintenant à charge de décrire la structure réelle de l’univers, non plus de seulement sauver les phénomènes. Elle est une science physique à part entière, instrumentale elle aussi. Cela, parce que le ciel n’est plus un monde différent du nôtre.

Newton va achever cette révolution en expliquant ce que Galilée n’avait pas expliqué : à savoir, comment se fait-il que les planètes ne tombent pas sur la terre, une fois enlevées les sphères ? Qu’est-ce qui fait même se mouvoir les planètes ? Newton y répond par sa théorie de la gravitation universelle. Il forge une "mécanique céleste ". Voici les deux mondes bien réunifiés (ils obéissent aux mêmes lois). Enfin, on a une représentation cohérente de l’univers, où on comprend de nouveau, après la "crise " inaugurée par Copernic, comment tombent les corps et comment se meuvent les planètes…

L’univers est désormais considéré non plus comme fini, mais comme infini. C’est là l’un des grands aspects de la révolution scientifique du 17^ème reconnus par Koyré dans Du monde clos à l’univers infini : celle-ci marque, en plus de la géométrisation de l’espace, point que nous avons vu chez Galilée, la destruction du cosmos aristotélicien/ antique.

I.e., du monde conçu comme un tout fini et bien ordonné, dans lequel la structure spatiale incarnait une hiérarchie de valeur et de perfection, monde dans lequel "au-dessus " de la Terre lourde et opaque, centre de la région sublunaire du changement et de la corruption, s’élevaient les sphères célestes des astres impondérables, incorruptibles et lumineux, et la substitution à celui-ci d’un Univers indéfini, ne comportant plus aucune hiérarchie naturelle et uni seulement par l’identité des lois qui le régissent dans toutes ses parties ainsi que par celles des composants ultimes placés, tous, au même niveau ontologique.

La révolution copernicienne trouve donc son accomplissement dans la révolution scientifique, qui elle-même a sa source dans la révolution copernicienne. Il faut retenir de tout ceci que la révolution copernicienne n’est pas seulement une révolution astronomique. Elle n’est donc pas l’œuvre de Copernic, ni même, finalement, l’œuvre d’un homme.

La révolution copernicienne, comme nous l’avons vu, désigne plutôt un événement à caractère multiple et complexe, qui est non seulement l’œuvre de plusieurs scientifiques, mais aussi de domaines extra-scientifiques :

- changements d’ordre conceptuel en cosmologie (conceptions sur la structure de l’univers = notamment, nouvelle conception de l’espace, infini et non plus fini),

- en physique (transformation des fondements d’une science particulière = nouvelle physique et rôle sans précédent de la science)

- en philosophie, en religion (objet de controverses philosophiques et religieuses décisives dans la transition de la société médiévale à la société occidentale moderne = nouvelle théorie de la connaissance et nouvelle relation de l’homme à Dieu)

- nouvelles valeurs, nouvelle vision du monde, changements dans la vie quotidienne (pensée non scientifique)

Concluons donc cet exposé de la révolution copernicienne en disant avec Kuhn qu’elle "fut une révolution d’idées, une transformation de la conception que se faisait l’homme de l’univers et de sa propre relation à cet univers. (…) cet épisode de la pensée de la Renaissance fut un tournant dans l’histoire du développement intellectuel de l’Occident ", car, en effet, elle a changé la science, notre manière de penser, et même l’univers dans lequel nous vivons.

Il est temps maintenant de profiter de l’histoire de cette révolution unique en son genre, en répondant à la question de savoir comment marche le progrès scientifique, question qui suppose une autre question : celle de savoir ce qu’est précisément une théorie scientifique.

Nous pouvons donc prendre la révolution copernicienne comme exemple privilégié du processus par lequel les concepts scientifiques se développent et remplacent ceux qui les ont précédés.

Ce que remet en question l’étude de la révolution copernicienne, c’est le modèle habituel du progrès scientifique : on croit communément, en effet, que le progrès scientifique consiste en deux processus essentiels : on réfuterait et abandonnerait une théorie antérieure, grâce à de nouvelles découvertes expérimentales ; mais aussi, on ajouterait, au fil des siècles, une théorie, un nouveau fait, une loi, etc., à ce bel édifice cumulatif. Dans ce processus, c’est l’expérience qui aurait le premier rôle. Elle nous convaincrait d’abandonner une ancienne théorie et nous montrerait où est la vérité.

Le premier : parce que l’on voit que les expériences ne suffisent pas toujours à réfuter et à abandonner les théories antérieures (cf. la lunette de Galilée, mais aussi le problème de l’irrégularité des planètes).

Le second : parce qu’il semble bien que le progrès scientifique fonctionne, non par une série d’accumulations, mais plutôt par une série de ruptures (quels points communs, en effet, entre la théorie aristotélicienne et celle de Copernic ?).

Voici donc comment fonctionne le progrès scientifique, si on tire les leçons de l’histoire de la révolution copernicienne :

Ancienne théorie (représentation du monde cohérente : réponse à la question : comment est fait le monde ? et programme de recherche : quelles sont les questions scientifiques et les outils pour les résoudre)

Etat de crise

(difficultés de la théorie en vigueur : elle n’explique pas tout de façon satisfaisante ; anomalies de plus en plus persistantes et gênantes)

On cherche à résoudre la crise

(on propose de nouvelles théories)

Nouvelle théorie (nouvelle population du monde, nouveau programme de recherche )

Géocentrisme

(Aristote, Ptolémée)

-physique qualitative

-monde clos

-espace différencié selon des lieux

-irrégularités des planètes

-calendrier imprécis

-complexité et imprécisions grandissantes de la théorie

-Copernic

-Tycho Brahé

-Kepler

-Galilée

Héliocentrisme et gravitation universelle

(Galilée, Newton)

- nouvelle physique (nouvelle explication du mouvement ; physique mathématique et instrumentale, appliquée)

-monde infini

-espace géométrique indifférencié

En filigrane : changements de mentalité

La révolution est un épisode à développement non cumulatif, dans lequel une vieille théorie est remplacée par une nouvelle, incompatible avec la précédente. C’est une reconstruction totale de la théorie, à partir de nouveaux fondements.

On voit qu’il est très difficile (et donc rare !) de changer de théorie : il faut en effet, pour renverser l’ancienne, changer complètement d’univers, de manière de penser, etc.

Pour bien comprendre ce processus, et sa radicalité, il nous faut savoir ce qu’est précisément une théorie scientifique. Kuhn nomme celle-ci un " paradigme ".

C’est le cœur de la théorie. Il comporte trois éléments :

Le paradigme scientifique
Ontologie	Programme de recherche (méthodologie)
Ce qui est considéré comme composant le monde (quelles sont les entités fondamentales qui constituent l’univers est composé ? Quelles sont les interactions entre elles et avec les sens ?)	Ce qui est considéré comme un problème scientifique, et la façon de le traiter (quelles questions peuvent être légitimement posées à propos de telles entités, et quelles techniques –instruments, procédés expérimentaux- peuvent être employées à la recherche de solutions ?)
Données d’observation (faits et expérimentations)

Toute théorie scientifique suppose que la nature est constituée d’un certain genre d’entités fondamentales, telles que, par exemple, les atomes. Ces entités sont soumises à des lois qui expliquent leur comportement, leurs pouvoirs, etc. Ces entités et leurs lois permettent de comprendre les phénomènes de la vie quotidienne : ils en sont l’origine.

Mais on ne peut pas les observer. Tout ce qu’on peut observer, ce sont leurs conséquences observables. On peut en effet mesurer et prédire de façon précise leurs effets. Par exemple, l’atome possède des propriétés chimiques et physiques précises : a) chimiques : il a un poids spécifique et la possibilité de se combiner avec d’autres atomes selon des lois elles aussi bien précises (réactions chimiques), et pas avec n’importes quels atomes n’importe comment ; b) il exerce des forces, et il en reçoit (cf. diffusion des gaz, électrolyse).

Pourquoi cet "arrière-plan " inobservable est-il nécessaire ? Parce que seul il permet d’unifier de manière cohérente tout ce qui arrive dans notre monde, et de faire des prédictions. C’est à cela que sert une théorie scientifique.

Cette "ontologie " va déterminer une certaine méthodologie, que l’on peut aussi nommer un "programme de recherche ". En effet, croire que la nature est constituée de telle manière, implique que l’on va se poser telles questions à son sujet, que l’on va faire telles expérimentations, telle ou telle mesure (ou même pas de mesure du tout, cf. Aristote), etc. La méthodologie, conséquence directe de l’ontologie, indique donc la direction dans laquelle le scientifique va faire ses expériences.

Autrement dit : le paradigme détermine quelles questions, quels problèmes, et quels moyens de les résoudre, sont scientifiques. Entrent donc dans le paradigme les instruments et expérimentations (quelles mesures on doit faire, etc.). Ils sont théoriques (plus précisément : ils sont la matérialisation de la théorie).

Que le paradigme détermine une ontologie et une méthodologie, c’est-à-dire, une direction dans laquelle interroger le monde, revient à dire qu’il détermine la manière même dont nous allons voir/ percevoir/ observer les phénomènes. Ce paradigme dans lequel le scientifique travaille, influence sa perception de la nature. C’est une sorte de filtre à travers lequel est perçu le monde.

Par exemple, lorsque Tycho Brahé, qui est géocentriste, et Kepler, qui est héliocentriste, contemplent le coucher de soleil, leurs rétines ont beau être " bombardées " par les mêmes photons, ils ne voient pas la même chose. L’un y voit la conséquence du mouvement du Soleil, l’autre la conséquence du mouvement de la Terre. Ou encore, quand Aristote voit une pierre tomber, il y voit un corps tendant à rejoindre son lieu naturel, le centre de la Terre ; Galilée, lui, y voit un corps qui obéit à la loi de l’inertie.

Autrement dit, on voit ce à quoi on croit, et on ne peut rien y faire. C’est ce qui explique que les disciples d’Aristote refusèrent souvent de regarder à travers la lunette, ou donnèrent des phénomènes observés une interprétation autre que celle de Galilée. Galilée, héliocentriste convaincu, inventeur de la méthode expérimentale, y voyait des confirmations de la théorie héliocentrique, qui le préparait à voir ce qu’il voyait, et donc, à voir les satellites de Jupiter, par exemple. Les aristotéliciens, habitués à faire confiance à l’observation immédiate (sans instruments), croyant depuis des siècles au géocentrisme, n’y verront que des déformations de la réalité, ou bien même la confirmation du géocentrisme … ou bien encore, finalement, ne verront rien du tout (soit parce qu’ils n’y feront pas attention, soit parce qu’ils refuseront de regarder dans une direction autre que celle à laquelle ils sont habitués).

On ne voit donc pas le monde de façon neutre mais à travers des concepts. Il n’y a pas de "faits bruts ", qui ne soient pas emprunts de théorie. Ce que voit un sujet dépend à la fois de ce qu’il regarde et de ce que son expérience antérieure, visuelle ou conceptuelle, lui a appris à voir.

Ceci vaut bien sûr de toute expérience, pas seulement de l’expérience scientifique. Ainsi, prenons pour exemple l’énoncé d’observation qui peut nous paraître le plus immédiat : " regardez, c’est terrible, le vent pousse le landau du bébé vers la falaise ! ". Cet énoncé, qui paraît être une pure observation, suppose des théories, et des connaissances : on sait que le bébé sera écrasé s’il tombe de la falaise, et que c’est le vent qui pousse le landau. On peut imaginer que si un extra-terrestre écoutait cet énoncé, il ne le comprendrait pas…

NB : Conséquence : cela revient à détruire le " mythe " du savant complètement objectif, qui recopierait presque, quand il expérimente, la réalité telle qu’elle est " en soi ". L’expérience scientifique, qui nous intéresse ici plus particulièrement, n’est pas objective au sens où elle se garderait de projeter des savoirs a priori sur l’expérience : dans le laboratoire, les opérations et les mesures sont déterminées par le paradigme. Le savant ne se soucie pas de toutes les manipulations possibles mais il choisit celles qui ont une importance pour la comparaison d'un paradigme avec l’expérience immédiate, que ce paradigme vient à sont tour déterminer en partie.

On ne peut observer sans " préjugés ", et le scientifique qui essaierait de le faire, n’aboutirait à aucun résultat : Chalmers, Qu’est-ce que la science, Le livre de Poche, pp.66-67 –un exemple d’expérimentation en laboratoire (Hertz).

" imaginons Heinrich Hertz, en 1888, effectuant l’expérience électrique qui lui permit d'être le premier à produire et à détecter des ondes radio. S’il avait été parfaitement innocent en effectuant ces observations, il aurait été obligé de noter non seulement les lectures sur différents mètres, la présence ou l’absence d’étincelles à différents lieux critiques dans les circuits, etc., mais aussi la couleur des mètres, les dimensions du laboratoire, le temps qu’il faisait, la pointure de ses chaussures, et un fatras de détails sans aucun rapport avec le type de théorie qui l’intéressait et qu’il était en train de tester. (Dans ce cas particulier, Hertz testait la théorie électro-magnétique de Maxwell pour voir s’il pouvait produire les ondes radio qu’elle prédisait). "

Récapitulons le point 1) : la théorie scientifique est une sorte d’immense réseau, dans lequel se trouvent des croyances concernant la composition ultime de l’univers, des connaissances issues d’autres champs que le savoir proprement scientifique, des instruments eux-mêmes dépendants des théories en vigueur, des données d’observation (confirmations de cette théorie mais elles-mêmes interprétées dans les données de la théorie), etc. On appelle cela le " holisme " (la théorie scientifique est un tout complexe dans lequel les parties sont interdépendantes et n’existent pas à l’état isolé).

Quel va être, à partir de là, le travail " normal ", quotidien, du scientifique ? Il est de nature conservatrice. En effet, le paradigme est un acquis, qui ne peut, faute de pouvoir faire aucune recherche, être remis en question.

La science normale consiste tout simplement à étendre les faits que le paradigme indique comme particulièrement révélateurs ; à trouver des nouvelles applications du paradigme ; à augmenter la précision d’une application déjà faite ; à clarifier le paradigme… Bref, l’activité scientifique normale consiste à peaufiner le paradigme.

Conséquence essentielle : le scientifique va donc tout faire pour conserver sa théorie, et pour faire rentrer les faits dans le cadre de sa théorie. Les faits doivent être en accord avec la théorie, et cela, a priori, i.e., parce qu’on y croit. Chemin qui ne va pas de l’expérience à la théorie mais de la théorie à l’expérience. I.e., de l’esprit au monde. C’est comme si on forçait la nature à être en accord avec la théorie.

Exemples : les hypothèses ad hoc (hypothèses servant à conserver côute que coûte la théorie et à la protéger des assauts du dehors, i.e., de l’expérience) que sont les épicycles de Ptolémée, ou encore l’hypothèse de l’air ambiant d’Aristote. A la limite ce n’est pas la théorie qui est fausse, … mais le fait !

C’est donc cette nature conservatrice du travail de la science normale, qui explique la lenteur et la rareté du progrès scientifique.

Imaginons que nous travaillions dans le cadre de la science normale aristotélicien (précopernicien). Jusqu’à présent, tout va bien. On arrive à peu près à résoudre les quelques anomalies (faits contraires à nos attentes théoriques) qui se présentent de temps en temps. Par exemple : les saisons semblent se décaler ? Ajoutons un petit épicycle. Une étoile apparaît dans le ciel puis disparaît bientôt, alors que nous pensons que le ciel est immuable et parfait ? On n’y fait pas trop attention. Etc.

Et puis, quand même, il y a tellement d’anomalies qu’elles finissent par attirer notre attention croissante : on ne peut plus faire comme si elles n’existaient pas. C’est alors l’état de crise : quand les tentatives répétées pour qu’une anomalie se conforme au paradigme aboutissent à un échec.

Un bon exemple de cet état de crise est présent dans la préface de Copernic : en effet, on y voit à quel point on ne peut plus faire comme si de rien n’était face aux anomalies du système ptoléméen. Au départ, on a réagi face à ces anomalies en réajustant sans cesse la théorie (en ajoutant des cercles, et des cercles de cercles), en faisant tout pour qu’elle concorde avec les observations. C’était le problème " normal " de la science " normale ". Mais la théorie est devenue davantage complexe qu’exacte, et le traitement des anomalies aboutit alors à un état de crise. C’est la prise de conscience de cette crise que manifeste ici Copernic.

La crise est une raison déterminante et nécessaire de l’adoption d’un nouveau paradigme. Cf. fait que l’hypothèse héliocentrique d’Aristarque, au III siècle avant JC, a à peine été prise en considération. De même aussi, l’hypothèse de Copernic.

Pendant cet état de crise, des théories rivales vont commencer à s’édifier. On va proposer des nouvelles interprétations des faits, de nouvelles théories (c’est ce qu’a fait Galilée), ou bien essayer de nouveau d’arranger l’ancienne théorie. Comment va-t-on décider de l’adoption de l’une d’entre elles ?

On pourrait dire que ce qui décide les scientifiques à passer à une nouvelle théorie, est la reconnaissance du fait qu’une de celles-ci est assez solide pour prendre sa place. Mais ceci n’est pas assez explicatif : comment reconnaît-on cela ?

Mais hélas tout n’est pas si logique, si rationnel. Car on va toujours pouvoir opposer à cela une autre interprétation des faits. Celle qui est déterminée par l’ancien paradigme, justement. Il y a des tâches sur le soleil ? C’est que quelque chose passe devant le soleil, ou même encore, c’est que la lunette nous trompe, etc.

En d’autres termes : c’est comme si les tenants des théories rivales ne pouvaient pas discuter entre eux. Il n’y a tout simplement pas de terrain commun : ni les entités théoriques (l’ontologie) ni la méthodologie. Chacune va opposer à l’autre des arguments issus de son propre paradigme (cf. fait que pas de faits sans théorie).

Mais comment alors, insistons sur ce point, passe-t-on à une nouvelle théorie ? Qu’est-ce qui décide les scientifiques à adopter une théorie complètement incompatible avec celle d’avant ? Ce sont des raisons d’ordre subjectif. Il faut ici invoquer, non la conviction, qui est rationnelle car elle repose sur des arguments (après avoir suivi une démonstration faite par mon prof de math, je suis convaincu de la vérité du résultat, car j’ai compris les étapes qui y mènent), mais plutôt la persuasion.

Si Kepler a pu adhérer à la nouvelle théorie, ce n’est pas par conviction (de toute façon la théorie de Copernic n’était pas si convaincante que ça, cf. imprécisions, manque de cohérence) mais par persuasion ; il y a cru parce que d’abord il était néoplatonicien et croyait donc que l’univers était de nature mathématique (donc : les mathématiques peuvent nous dire comment est le monde), que le Soleil était l’origine de toute vie (donc : il est le centre de l’univers).

Si Galilée a cru au système de Copernic, c’est parce qu’il était également très enthousiasmé par les mathématiques, qu’il avait reçu à l’université l’enseignement de la théorie de l’impetus, qui remettait plus ou moins en question la théorie d’Aristote, etc.

On le voit, les raisons de l’adoption d’une théorie sont finalement plus subjectives qu’objectives. Conséquence : le passage d’une théorie à l’autre se fait par persuasion, non par conviction. Il faudrait même dire, par conversion !

Ce n’est donc vraiment jamais, insistons sur ce point, parce que des anomalies ou des preuves contraires se présentent, que l’on va abandonner une théorie !

En effet, toute hypothèse que l’on élabore pour essayer de rendre compte d’un fait (polémique), est liée à l’ensemble de la connaissance (dans lequel, nous l’avons vu, se trouvent les instruments scientifiques eux-mêmes, qui sont la matérialisation de la théorie). Donc, quand on teste une hypothèse, ce n'est pas seulement cette hypothèse qu'on teste, mais aussi, tout un arrière-fond scientifique/ culturel. On ne sait donc pas trop, finalement, ce qui ne va pas si l’hypothèse est réfutée. Est-ce l’hypothèse elle-même, ou bien l’instrument, ou bien une de ses hypothèses auxiliaires, etc. ?

Conséquence : certains ont dit que le scientifique avait donc toute la latitude pour faire les changements qu’il veut, quand le test ne marche pas ; en l’occurrence, que va-t-il faire ? Il va abandonner le pan du réseau le moins important pour l’ensemble, celui qui nécessite le moins de changements possibles. Mais c’est plus ou moins arbitraire : on ne sait pas si c’est bien ça qui était mis en défaut par l’expérience réfutatrice.

Quine, Les deux dogmes de l’empirisme.

" l’ensemble de la science est comparable à un champ de forces, dont les frontières seraient l’expérience. Si un conflit avec l’expérience intervient à la périphérie, des réajustements s’opèrent à l’intérieur du champ. Il faut alors redistribuer les valeurs de vérité à chacun de nos énoncés. La réévaluation de certains énoncés entraîne la réévaluation de certains autres, à cause de leurs liaisons logiques –quant aux lois logiques elles-mêmes, elles ne sont que des énoncés situés plus loin de la périphérie du système. Lorsqu’on a réévalué un énoncé, on doit en réévaluer d’autres, qui lui sont peut-être logiquement liés, à moins qu’ils ne soient des énoncés de liaison logique eux-mêmes. Mais le champ total est tellement sous-déterminé par ses frontières, c’est-à-dire par l’expérience, qu’on a toute liberté pour choisir les énoncés qu’on veut réévaluer, au cas où intervient une seule expérience contraire. Aucune expérience particulière n'est, en tant que telle, liée à un énoncé particulier situé à l'intérieur de ce champ, si ce n’est à travers des considérations d’équilibre concernant la totalité du champ ".

Cf. l’acharnement des scientifiques pour que les faits rentrent dans leurs théories (hypothèses ad hoc servant à résoudre les anomalies pendant une crise)

Conséquence ultime : certains philosophes des sciences ont ainsi été amenés à comparer la science aux mythes et croyances les moins justifiés. Feyerabend, dans Contre la méthode, a ainsi défendu une " théorie anarchiste de la connaissance ". Selon lui, en science, " tout est bon ". N’importe quelle hypothèse, même la plus farfelue, peut être scientifique. Ce qui fera qu’elle sera scientifique, c’est qu’elle va être acceptée à un moment donné par le groupe scientifique. Ce qui fait la vérité scientifique, c’est finalement la majorité des voix. Une théorie ne serait pas scientifique en raison de critères objectifs, mais parce qu’un groupe la préfère. Il n’y a pas de théorie scientifique "en soi ", ou de théorie scientifiquement meilleure qu’une autre "en soi ".

Exemple : les explications qualitatives aristotéliciennes sont-elles "en soi " pseudo-scientifiques ?

Rappel : cette manière d’expliquer les phénomènes revient à faire appel aux " essences " des corps matériels. Ainsi, par exemple, si une pierre tombe, c’est parce que sa " nature " l’attire vers le centre de l’univers, parce qu’elle a une tendance à tomber. C’est une explication qui est globale, non quantitative, non prédictive.

Pourtant, ce genre d’explication a longtemps été considéré comme seul scientifique par toute une communauté de savants (celle qui travaillait dans le paradigme aristotélicien). Cette communauté considérait même comme absurde, comme irrationnelle, l’explication mathématique des phénomènes physiques, qui leur apparaissait alors comme une véritable hérésie scientifique.

Quand on est passé à un autre paradigme, celui du 17è, les savants qui travaillaient à l’intérieur du paradigme se sont mis à considérer l’explication qualitative comme complètement absurde et non scientifique, et au contraire, l’explication quantitative, différentielle, comme seule scientifique. Cela, parce que, on l’a vu, le monde des savants n’est plus du tout le même.

Or, voilà que Newton, dans sa théorie de la gravitation universelle, remet au goût du jour les explications aristotéliciennes. Newton ne pouvait en donner l’explication dernière, et sa théorie était donc vague. Les corps s’attirent, parce qu’ils ont une force attractive par nature : la gravité newtonienne semble avoir le même rang que la tendance à tomber des aristotéliciens ! Conséquence : on assiste alors à un véritable retour des normes aristotéliciennes. On accepte comme scientifique le genre d’explication en vigueur chez Aristote et jusqu’alors tant décrié. Ainsi, vers 1740, les spécialistes de l’électricité parlaient de la " vertu " attractive du fluide électrique, sans s’exposer au ridicule comme le médecin de Molière un siècle plus tôt. Et il convient même de noter que grâce à cette acceptation de normes jusqu’alors abandonnées comme pertinentes pour faire des découvertes utiles, on a pu expliquer le phénomène " mystérieux " de l’action électrique à distance, considéré alors comme l’effet de ce que nous connaissons maintenant sous le nom de charge par induction. Avant de revenir au mode soi-disant occulte d’explication par des " tendances " attractives, on ne pouvait expliquer ce phénomène, ni même y faire attention.

Reprenons pour finir l’exemple déjà cité de la " mémoire de l’eau " : cette hypothèse a été rejetée par les savants comme étant non scientifique. Mais c’est qu’elle ne correspond pas au cadre de recherche de la science normale. Peut-être que lors d’un changement futur de paradigme sera-t-elle exploitée et deviendra-t-elle scientifique !

Il faut relativiser tous ces débats, bien contemporains, sur le statut de la science. La science n’est pas du tout comparable à n’importe quel type de discours ; au contraire, le fait qu’elle réussisse, sur le fondement de certaines théories (et donc sur la base de certaines entités théoriques), à faire de nouvelles découvertes, et à faire des prédictions, doit incliner à croire qu’elle est au moins approximativement vraie !

" Il a déjà été démontré que la terre a la forme d’un globe ; j’estime qu’il faut examiner maintenant si un mouvement suit également de sa forme, et quel est le lieu qui lui revient dans l’Univers ; sans quoi on ne saurait trouver la raison certaine des apparences (phénomènes) célestes. Certes il est admis ordinairement parmi les auteurs que la terre est en repos au centre du monde, de telle façon qu’ils estiment insoutenable et même ridicule de penser le contraire. Si cependant nous examinons cette question avec plus d’attention, elle nous apparaîtra comme nullement résolue encore et partant, aucunement méprisable. En effet, tout mouvement local apparent provient soit du mouvement de la chose vue, soit de celui du spectateur, soit d’un mouvement, inégal bien entendu, des deux. Car lorsque les mobiles –je veux dire : le spectateur et l’objet vu- sont animés d’un mouvement égal, le mouvement n’est pas perçu. Or c’est de la terre que ce circuit céleste est vu et représenté pour notre vision. Si donc quelque mouvement appartenait à la terre, celui-ci apparaîtrait en toutes les choses qui lui sont extérieures, comme si elles étaient entraînées avec la même vitesse, mais en sens contraire ; et telle est en premier lieu la révolution diurne. Celle-ci, en effet, semble entraîner le monde entier, à l’exception de la terre et des choses qui sont près d’elle. Or si l’on admettait que le ciel ne possède rien de ce mouvement, mais que la terre tourne de l’Occident en Orient, et que l’on examinât sérieusement ce qui en résulterait par rapport au lever et au coucher apparents du soleil, de la lune et des étoiles, on trouverait qu’il en est ainsi. (…)Et certes, de cet avis furent les pythagoriciens Héraclides et Ecphantus, ainsi que le Syracusain Nicetus chez Cicéron, qui faisaient tourner la terre au centre du monde. Ils pensaient, en effet, que les étoiles se couchent par suite de l’interposition de la terre, et se lèvent lorsque celle-ci rétrocède. Or, si l’on admet ceci, il s’ensuit un autre problème non moindre concernant le lieu de la terre, quoiqu’il soit, en effet, admis et cru par presque tout le monde que la terre est le centre du monde. Car si quelqu’un niait que la terre occupe le centre du monde, n’admettant pas que la distance de la terre au centre du monde soit assez grande pour être comparable avec la dimension de la sphère des fixes, mais très grande et très apparente par rapport aux orbes du soleil et des autres planètes ; s’il estimait en outre que leurs mouvements paraissent irréguliers en tant et parce que ordonnés par rapport aux orbes du soleil et des autres planètes ; s’il estimait en outre que leurs mouvements paraissaient irréguliers en tant et parce que ordonnés par rapport à un autre centre que le centre de la terre, il pourrait peut-être apporter une explication nullement absurde de l’irrégularité des mouvements apparents. Comme, en effet, les astres errants sont vus être plus proches et plus éloignés de la terre, il s’ensuit nécessairement que la terre n’est pas le centre de leurs cercles. Et il n’est pas clair, si c’est la terre qui s’approche et s’éloigne d’eux, ou si ce sont eux qui s’approchent et s’éloignent d’elle ".

Copernic a ici l’intuition de la relativité du mouvement. Un mouvement partagé n’étant pas senti, cela autorise à émettre l’hypothèse que la Terre n’est pas immobile. Si en plus cela permet de simplifier le problème de l’irrégularité des planètes, alors, cette hypothèse est vraiment supérieure à l’ancienne. C’est ce que va montrer Copernic : vue à partir d’une terre en mouvement, une planète dont le mouvement est en fait régulier semblera avoir un mouvement irrégulier. Dans le système de Copernic, les irrégularités majeures du mouvement des planètes sont seulement apparentes.

Le 30 juin 1988 paraît dans la revue britannique Nature un article au titre peu évocateur (" Dégranulation des basophiles humains induite par de très hautes dilutions d’un anti-sérum-anti-IGE "), cosigné par 13 chercheurs. Les travaux ont été conduits par le docteur Jacques Benveniste, qui dirige l’unité 200 de l’Inserm à Clamart, spécialisée dans l’immunopharmacologie de l’allergie et de l’inflammation. Trois laboratoires (…) ont participé aux expériences et confirment leur extraordinaire conclusion : une cellule sanguine (basophile) est activée par une simple solution aqueuse contenant un corps dilué à l’infini. Autrement dit, l’eau peut transmettre une information biologique spécifique et produire un effet moléculaire en l’absence de molécule. Quinze jours avant la publication dans Nature, devant le congrès homéopathique de Strasbourg, J. Benveniste a, pour la première fois, décrit ce phénomène : " tout se passe, a-t-il dit, comme si l’eau se souvenait d’avoir vu la molécule ". La presse retient une image : la mémoire de l’eau. (…) Si l’affirmation du docteur Benveniste est juste, ce sont deux siècles de physique et de biologie moléculaire qui s’effondrent. (… ) Avant de troubler les esprits ou de les séduire, la "mémoire de l’eau " est d’abord un coup d’épée dans la science officielle, celle qui domine, celle qui a raison. Qui a " ses " raisons ; une chaîne ininterrompue de cerveaux ayant, génération après génération, apporté leur pierre à l’édifice moléculaire. L’eau garderait la trace –et le principe actif- de ce qui n’existe plus ? Lorsque Nature se résout à publier le texte de J. Benveniste (…), le rédacteur en chef, alors John Maddox, l’accompagne d’une réserve éditoriale sous le titre " Quand croire à l’incroyable ". A ses yeux, une telle fissure dans le noyau des connaissances suppose de " se demander avec plus de soin qu’à l’accoutumée si l’observation n’est pas incorrecte ".

Avec le recul des années, cette petite phrase résonne comme un jugement anticipé, voire prémédité. " J’ai été condamné par Nature ", dit aujourd’hui J. Benveniste, désormais au ban de la communauté scientifique. (…) Insensiblement, le débat a glissé. Il est moins question de l’effet, prouvé ou non, des hautes dilutions, que de savoir si J. Benveniste est fou, paranoïaque, mégalomane, caractériel. Le discours en vogue consiste à dire qu’il a été un grand scientifique, mais qu’il a " perdu les pédales " faute de n’avoir pas reçu le prix Nobel, ni reproduit ses expériences, ni élucidé son propre système expérimental. Par ses récentes recherches (qui portent sur la capacité de l’eau à mémoriser un signal moléculaire électromagnétique transmissible par Internet), il serait définitivement placé hors de la science.

Duhem, Sauver les phénomènes- essai sur la notion de théorie physique de Galilée à Platon, Vrin, 1908

Feyerabend, Contre la méthode, Esquisse d’une théorie anarchiste de la connaissance, Points Seuil, 1979

Kuhn, La révolution copernicienne, Livre de Poche ; La structure des révolutions scientifiques, Champs Flammarion

J.P. Verdet, Une histoire de l’astronomie, Points Seuil Sciences, 1990La révolution copernicienne : du géocentrisme à l’héliocentrisme

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