L´évolution des sciences a travers le temps et les civilisations








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Histoire des sciences.

Définition large
Le mot science, recouvre principalement trois concepts :


  1. Savoir, connaissance de certaines choses qui servent à la conduite de la vie ou à celle des affaires.

  2. Ensemble des connaissances acquises par l’étude ou la pratique.

  3. Hiérarchisation, organisation et synthèse des connaissances au travers de principes généraux (théories, lois, etc.).


Définition stricte
La science est « la connaissance claire et certaine de quelque chose, fondée soit sur des principes évidents et des démonstrations, soit sur des raisonnements expérimentaux, ou encore sur l'analyse des sociétés et des faits humains. ».
Cette définition permet de distinguer les trois types de science :


  1. les sciences exactes, comprenant les mathématiques et les sciences mathématisées comme la physique théorique ;

  2. les sciences physico-chimiques et expérimentales (sciences de la nature et de la matière, biologie, médecine);

  3. les sciences humaines, qui concernent l'Homme, son histoire, son comportement, la langue, le social, le psychologique, le politique.


Il est impossible de connaître une science sans en connaître son histoire, l'histoire de ses tâtonnements et de ses erreurs.
L'histoire des sciences est intimement liée à l'histoire des sociétés et des civilisations.

La science, par ses découvertes, a su marquer la civilisation.

L'histoire de la science et des sciences peut se dérouler selon deux axes :

  • l'histoire des découvertes scientifiques d'une part.

  • l'histoire de la pensée scientifique d'autre part.



L´évolution des sciences a travers le temps et les civilisations.

Préhistoire (vers 35000 avant JC - vers 3000 avant JC)

Mésopotamie (vers 3000 avant JC - vers 200 avant JC)

Egypte (vers 3000 avant JC - vers 330 avant JC)

Chine (vers 1300 avant JC - vers 1300 après JC)

Grèce (vers 700 avant JC - vers 500 après JC)

Mayas (vers 300 avant JC - vers 900 après JC)

Romains (vers 100 avant JC - vers 400 après JC)

Inde (vers 200 - vers 1200)

Arabie (vers 700 - vers 1400)

Europe (vers 900 - aujourd’hui)

Mondialisation (vers 1900 - aujourd'hui).

Les premières traces :

1- Préhistoire (vers 35000 avant JC - vers 3000 avant JC).
La technique précède la science dans les premiers temps de l'humanité. En s'appuyant sur une démarche empirique, l'homme invente très tôt des outils et découvre le feu (c'est la période du paléolithique, qui débute il y a - 2,5 millions d'années et qui s'achève vers le XIe millénaire av. J.-C.).

Durant cette période, on admet généralement que l'explication magique des phénomènes était la règle. Cependant, pour de nombreux paléontologues et préhistoriens comme Jean Clottes, l'art pariétal montre que l'homme d'alors possédait les mêmes facultés cognitives que l'homme moderne. Ainsi, l'homme préhistorique savait, intuitivement, calculer ou déduire des comportements de l'observation de son environnement, base du raisonnement scientifique.

Certaines « proto-sciences » comme le calcul ou la géométrie en particulier apparaissent, pour des raisons de comptage agricole.


L'usage du
silex est la première invention d' homos sapiens.
2- Mésopotamie ( de 3000 avant JC à 200 avant JC).
Les premières traces d'activités scientifiques datent des premières grandes civilisations humaines du néolithiques.

Pour André Pichot, dans La Naissance de la science, la science naît en Mésopotamie, vers - 3500, principalement dans les villes de Sumer et d'Élam.

Les premières interrogations sur la matière, avec les expériences d'alchimie, sont liées aux découverte des techniques métallurgiques qui caractérisent cette période.

Mais l'innovation la plus importante provient de l'invention de l'écriture cunéiforme (en forme de clous), qui, par les pictogrammes, permet la reproduction de textes.

La numération est ainsi la première méthode scientifique à voir le jour, permettant de réaliser des calculs de plus en plus complexes, et ce même si elle reposait sur des moyens matériels rudimentaires.

L'écriture se perfectionnant (période dite akadienne), les sumériens découvrent les fractions ainsi que la numération dite "de position", permettant le calcul de grands nombres.

Le système décimal apparaît également, via le pictogramme du zéro initial, ayant la valeur d'une virgule, pour noter les fractions.

La civilisation mésopotamienne aboutit ainsi à la constitution des premières sciences telles :

  • La métrologie, très adaptée à la pratique,

  • L'algèbre (découvertes de planches à calculs permettant les opérations de multiplication et de division - ou tables d'inverses pour cette dernière; mais aussi des puissances, racines carrées, cubiques ainsi que les équations du premier degré, à une et deux inconnues),

  • La géométrie (calculs de surfaces, théorèmes),

  • L'astronomie enfin (calculs de mécanique céleste, prévisions des équinoxes, constellations, dénomination des astres).

  • La médecine a un statut particulier; elle est la première science "pratique", héritée d'un savoir-faire tâtonnant.


Une tablette d'argile en écriture cunéiforme




3-'Égypte pharaonique
L'Égypte antique, de - 3110 avant J.C à 324 après J.C va développer l'héritage mésopotamien, néanmoins, en raison de son unité culturelle spécifique, la civilisation égyptienne donnera « une certaine continuité dans la tradition scientifique de l'époque, et au sein de laquelle les éléments anciens restent très présents.

L'écriture des hiéroglyphes permet la représentation plus précise de concepts; on parle alors d'une écriture idéographique. La numération est de base 10, mais les égyptiens ne connaissent pas le zéro. Contrairement à la numération sumérienne, la numération égyptienne évolue vers un système d'écriture des grands nombres (entre - 2000 et - 1600 avant J.C) par numération de juxtaposition. La géométrie fit principalement un bond en avant. Les égyptiens bâtissaient des monuments grandioses en ne recourant qu'au système des fractions symbolisé par l'œil d'Horus, dont chaque éléments représentait une fraction.

L'œil Oudjat, ou œil d'Horus.

Dès - 2600 avant J.C, les égyptiens calculaient correctement la surface d'un
rectangle et d'un triangle. Il reste peu de documents attestant l'ampleur des mathématiques égyptiennes, seul le papyrus de Rhind (datant de - 1650 avant J.C) éclaire les innovations de cette civilisation qui sont avant tout celles des problèmes algébriques (de division, de progression arithmétique, géométrique).

Les égyptiens approchent également le nombre Pi, en élevant au carré les 8/9 du diamètre, découvrant un nombre équivalant à 3,1605 (au lieu de 3,1416).

Les problèmes de volume (de pyramide, de cylindre à grains) sont résolus aisément. L'astronomie progresse également : le calendrier égyptien compte 365 jours, le temps est mesuré à partir d'une "horloge stellaire" et les étoiles visibles sont dénombrées.

En médecine, la chirurgie fait son apparition. Une théorie médicale se met en place, avec l'analyse des symptômes et des traitements et ce dès - 2300 avant J.C (le papyrus Ebers est ainsi un véritable traité médical).

4- La Chine de l'Antiquité
Les Chinois découvrent ce que l'on nomme habituellement le théorème de Pythagore (que les Babyloniens connaissaient quinze siècle avant l'ère chrétienne).

Ils identifient la comète de Halley et comprennent la périodicité des éclipses. Ils inventent par ailleurs la fonte de fer, que l'Europe ne connaîtra qu'au XVIIIe siècle.

Durant la période des Royaumes combattants, apparaît l'arbalète. En -104, est promulgué le calendrier Taichu, premier véritable calendrier chinois.

En mathématiques, les chinois inventent, vers le IIe siècle av. J.-C., la numération à bâtons. Il s'agit d'une notation positionnelle à base 10 comportant dix-huit symboles, avec un vide pour représenter le zéro, c'est à dire la dizaine, centaine, etc. dans ce système de numérotation.


La numération "en bâtons" chinoise.
En
132, Zhang Heng invente le premier sismographe pour la mesure des tremblements de terre et est la première personne en Chine à construire un globe céleste rotatif.

La médecine progresse sous les Han orientaux avec Zhang Zhongjing et Hua Tuo, à qui l'on doit en particulier la première anesthésie générale.

La chine de l'Antiquité a surtout contribué à l'innovation technique, avec les trois inventions principales qui sont :

  1. Le papier( daté du II e siècle avant J.C),

  2. La poudre (la première trace écrite attestée semble être le Wujing Zongyao qui daterait des alentours de 1044)

  3. La boussole, utilisée dès le XIe siècle, dans la géomancie. Le scientifique chinois Shen Kuo (1031-1095) de la Dynastie Song décrit la boussole magnétique comme instrument de navigation.



Maquette d'une cuillère indiquant le sud (appelée sinan) du temps des
Han (206 avant J.-C. - 220 après J.-C.).

5- Sciences grecques
Les sciences grecques sont tout à la fois un ensemble de questionnements, de méthodes et de résultats à l'origine de la pensée mathématique et scientifique, qui se développera à partir du VIIIe siècle av. J.-C. jusqu'à nos jours sur tous les continents. Historiquement, c'est dans la Grèce antique que les sciences en tant que pensée rationnelle naissent, sous l'élan de philosophes en même temps penseurs et physiciens, ou même chefs religieux. Toutefois, le terme de science ne doit pas être pris au pied de la lettre : l'influence des philosophes, la spéculation, l'invention font partie du savoir grec, et c'est l'attitude scientifique qui nous intéresse ici, tant pour elle même que pour son influence historique.
L'influence ionienne

La culture grecque est relativement bien connue à partir des VIIIe et VIIe siècles av. J.-C., période à partir de laquelle la langue, les coutumes et les villes sont suffisamment unifiées pour que les habitants de la Ionie laissent des traces directes ou indirectes de leur vie d'alors. C'est là que la science grecque, en tant que progrès rationnel, débute et s'installe dans les cités que sont Milet, Chios, ou encore Samos. Il est certain que ce développement est tributaire d'un héritage très ancien, venant des civilisations minoenne et mycénienne d'abord, sumérienne et mésopotamienne ensuite. Mais il est aussi plus directement la manifestation de conditions de possibilités nouvelles, car les ioniens sont les premiers à vivre sous un régime politique choisi par eux, ainsi que des commerçants notables. Une dynamique particulière se met en place, qui permet à la science de naître sous l'égide du nombre.

C'est en effet avec les mathématiques que la science grecque débute, par les mains de Thalès de Milet. L'enseignement de Thalès est en partie rapporté par des textes apocryphes, mais son apport semble bien réel au regard du tournant scientifique que vit la Grèce antique à cette époque. Thalès ne s'intéresse pas aux seuls nombres, et son influence sera même toute autre : il adopte une attitude singulière, qui consiste à essayer d'expliquer le monde par un principe naturel déduit de l'observation et non pas par des principes surnaturels. Cela nécessitait de nombreuses spéculations, largement animistes, et qui paraissent n'avoir que très peu de valeur scientifique au regard des critères modernes. Pourtant, c'est précisément cette manière de voir le monde sous un angle intelligible qui est le fondement de la démarche rationnelle. De plus, ces spéculations n'étaient pas totalement fortuites : Thalès avance ainsi l'idée que la vie trouverait son origine dans l'eau, sur la base de ses observations quotidiennes.

Cette démarche est reprise par plusieurs autres penseurs dont on a la trace par les discussions qu'ils provoquèrent chez des scientifiques ultérieurs. Anaximandre, contemporain de Thalès, propose également une explication complète de la Terre et de l'Homme, en proposant des hypothèses où les dieux de la mythologie n'interviennent pas. Anaximène avance ensuite que c'est l'air qui est l'élément primordial du monde et de l'homme : l'âme est un souffle qui donne sa forme et sa consistance à la matière normalement inerte. Plus originale encore la pensée d'Héraclite, qui explique que le cosmos, la matière et l'homme sont en perpétuel mouvement, instables par nature, dévorés par le feu indomptable, ce qui empêche toute connaissance parfaite des choses. Cette idée d'une limite dans le savoir de l'homme, qui suppose déjà un questionnement sur la connaissance comme but idéal, est partagée par plusieurs des premiers philosophes grecs (par exemple Démocrite), et sera largement reprise pour critiquer le concept d'essence.
Naissance et développement de la science grecque

À la suite de ces précurseurs de l'école ionienne, la pensée grecque se regroupe autour de plusieurs écoles dont la particularité est d'être liées à un enseignement original, majoritairement oral. Ces différentes écoles sont contemporaines l'une de l'autre ou bien se succèdent sur trois siècles féconds, dans une aire géographique relativement restreinte ; de là naissent les premiers antagonismes et les premières influences historiques.
Les Présocratiques

La méthode scientifique est découverte dans la Grèce du VIIe  siècle av. J.-C. C'est Aristote qui fait les premières démonstrations scientifiques et découvre la méthode scientifique. Les pré-socratiques sont les premiers philosophes à s'être interrogés sur les phénomènes naturels. Appelés les « physiologoï » par Aristote parce qu'ils tiennent un discours rationnel sur la nature, ils enquêtent sur les causes naturelles des phénomènes qui deviennent les premiers objets de méthode.

Thalès de Milet (v. 625-547 av. J.C) et Pythagore (v. 570-480 av. J.C) contribuent principalement à la naissance des premières sciences comme les mathématiques, la géométrie (théorème de Pythagore), l'astronomie ou encore la musique. Ces premières recherches sont marquées par la volonté d'imputer la constitution du monde - ou cosmos - à un principe naturel unique (le feu pour Héraclite par exemple) ou divin (l' Un pour Anaximandre).

Les pré-socratiques mettent en avant des principes constitutifs des phénomènes, les archè. La méthode présocratique est fondée sur les éléments de la rhétorique : les démonstrations procèdent par une argumentation logique et par la manipulation de concepts abstraits, bien que génériques. Cette première période est caractérisée par le refus de laisser les mythes expliquer les phénomènes naturels, comme les éclipses. Thalès fut ainsi le premier, en 585 av. J.C à calculer l'apparition d'une éclipse sur la base de calculs. L'atomisme, avec Héraclite ou Épicure, imagine que la matière est formé d'entités dénombrables et insécables. Par ailleurs, les grecs établissent que la terre est sphérique, par le calcul.
Platon et la dialectique

Avec Socrate et Platon, qui en rapporte les paroles et les dialogues, la raison - logos en grec -, et la connaissance deviennent intimement liées. Le raisonnement abstrait et construit apparaît. Pour Platon, les Idées sont le modèle imaginaire de tout ce qui est sensible; en cela il fonde une démarche permettant de catégoriser le réel. Les sciences mettent sur la voie de la philosophie, au sens de discours sur la sagesse; inversement, la philosophie procure aux sciences un fondement assuré. L'utilisation de la dialectique, qui est l'essence même de la science complète alors la philosophie, qui a elle la primauté de la connaissance discursive (par le discours), ou dianoia en grec. Pour Michel Blay : « La méthode dialectique est la seule qui, rejetant successivement les hypothèses, s'élève jusqu'au principe même pour assurer solidement ses conclusions ». Socrate en expose les principes dans le Théétète [2]. Pour Platon, la recherche de la vérité et de la sagesse -la philosophie - est indissociable de la dialectique scientifique, c'est en effet le sens de l'inscription figurant sur le fronton de l'Académie, à Athènes: « Que nul n'entre ici s'il n'est géomètre » [3].
La pensée aristotélicienne

Aristote et Physique.

C'est surtout avec Aristote, qui fonde la physique et la zoologie, que la science acquiert une méthode, basée sur la déduction. On lui doit la première formulation du syllogisme et de l'induction. Les notions de matière, de forme, de puissance et d'acte deviennent les premiers concepts de manipulation abstraite. [6]. Pour Aristote, la science est subordonnée à la philosophie (c'est une « philosophie seconde »), et a pour objet la recherche des premiers principes et des premières causes, ce que le discours scientifique appellera la causalisme et que la philosophie nomme l' aristotélisme. Néanmoins, Aristote est à l'origine d'un recul de la pensée, par rapport aux présocratiques, quant à la place de la terre dans l'espace. Il fond en effet le géocentrisme et considère que le cosmos est fini. Il détermine par ailleurs que le vivant est ordonné selon une chaîne hiérarchisée, mais sa théorie est avant tout fixiste. Il pose l'existence des premiers principes indémontrables, ancêtres des conhjectures mathématiques et logiques. Il décompose les propositions en nom et verbe, base de la science linguistique.


Héritages de la science grecque


Principaux précurseurs grecs de la science

Période

Scientifiques

Contexte historique

VIe siècle av. J.-C.

Les précurseurs, artisans du « miracle grec »




Thalès de Milet

Les Jardins suspendus de Babylone, les réformes de Solon à Athènes

Anaximandre

Pythagore

-500 à -200 avt. J.-C.

Les lumières mondiales

Âge d'or
de la science et
de la philosophie
grecque

Zénon, Anaxagore, Mélès

Influences : Confucius, Eschyle, Périclès, Hérodote, Socrate

Hippocrate de Cos, Hippocrate de Chios, Démocrite

Platon




Eudoxe, Callipe

Influences : Épicure fonde son école

Aristote

Euclide




Archimède, Ératosthène, Apollonius de Perga

Philon de Byzance

-200 à -50 avt. J.-C.

Les héritiers




Hipparque

-148 : la Grèce sous domination romaine
-31 : la Rome impériale

Vitruve

Héron d'Alexandrie, Ptolémée
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