Thémadoc : 1905, les trois percées d'Einstein

Fiche professeur

Niveau

Terminale scientifique, classe de philosophie, de préférence en collaboration avec les enseignants de diverses disciplines.

Compétences mises en œuvre

Lecture (ici les deux textes de Descartes et d’Einstein), documentation, pratique du débat.

Objectifs

Découverte de questions épistémologiques : comment se crée le savoir ? Y a-t-il une méthode pour trouver son chemin face à des problèmes nouveaux ?

Travail à réaliser

Étude de deux textes :
Texte n° 1 – La méthode de la physique selon Einstein
Texte n° 2 – Pour bien conduire sa raison, in Discours de la méthode,
Descartes
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Texte intégral en ligne du Discours de la méthode sur le site de l'Université du Québec à Chicoutimi.
www.uqac.uquebec.ca/

Quelques suggestions

On propose d’abord l’étude de deux textes, le premier écrit par Einstein et le second par Descartes. L’évocation du mouvement brownien, théorisé par Einstein, en 1905, et dont un professeur de physique pourra rappeler les rudiments à titre d’introduction, offre l’occasion d’une étude épistémologique sur la distinction entre le réel empirique et sa représentation sous la forme de théories et modèles, qui dans le cas présent, est manifeste : l’essentiel est caché. La physique, par la pratique expérimentale, est attachée à l’expérience, mais la pensée logique s’exerce à coordonner le « donné de l’expérience », les « faits », en s’appuyant nécessairement, selon Einstein, sur des hypothèses préalables que l’expérience n’impose pas directement de manière indubitable.
Dans la perspective d’aider à la compréhension de ce texte, on s’appuie sur l’idée (à confronter à celle d’un collègue « philosophe ») que l’essentiel du positivisme vis-à-vis de la science consiste à refuser d’introduire tout concept qui ne corresponde pas à une réalité empirique immédiate. Le positivisme estime que la science commence par la simple observation des « faits », et en physique précisément par une expérimentation libre de toute hypothèse préalable ; cette doctrine semble avoir renforcé certains physiciens dans leur hostilité à « l’hypothèse atomiste » : les atomes n’étaient pas, à l’époque, observables.

Il s’agit d’ancrer les discussions dans le réel par la considération d’exemples variés :

L’étude de psychologie de la perception sensorielle (par exemple les illusions d’optique) permet de mettre en évidence la distinction entre le donné et la construction psychologique qu’en propose le sujet qui le perçoit ; le sens d’une image ne va jamais de soi. On trouve de nombreux exemples d’illusions d’optique sur Internet, à partir d’un moteur de recherche.
Économie : « On peut donc tourner et retourner à volonté une marchandise prise à part ; en tant qu'objet de valeur, elle reste insaisissable ». (Karl Marx, le Capital, 1,1,3). Version intégrale en ligne (http://le.capital.free.fr/).
Psychanalyse : « On nous conteste de tous côtés le droit d’admettre un psychique inconscient et de travailler avec cette hypothèse. Nous pouvons répondre à cela que l’hypothèse de l’inconscient est nécessaire et légitime, et que nous possédons de multiples preuves de l’existence de l’inconscient. » (Sigmund Freud : Métapsychologie, 1915, « L’inconscient », trad. Laplanche et Pontalis, Gallimard, Folio/Essais, 1968, p. 66.)
Physique : l’héliocentrisme est-il une réalité d’évidence ? Non. Cinématiquement, le géocentrisme lui est équivalent, et il est plus naturel pour des Terriens. Mais les lois de Newton ne sont valables à l’échelle astronomique que selon le point de vue héliocentrique. On reconnaîtra ainsi que la justification rationnelle de ce que la Terre tourne autour du Soleil (plutôt que l’inverse) repose sur la validité de ces lois (et sur celles des lois héliocentriques de Kepler, que Newton a ramené aux siennes), ce dont la preuve n’est pas évidente. Einstein dira que la « simplicité logique des prémisses » est le critère décisif de la véracité, car à rebours du caractère prétendument décisif de l’expérience, « il est possible souvent – et même peut-être toujours –, de retenir un fondement théorique [contesté par l’expérience] en l’adaptant aux faits, grâce à l’élaboration d’hypothèses artificielles supplémentaires. » (Autoportrait, op. cit., p. 26).
Histoire de la philosophie : on pourra ancrer le débat par la lecture collective du texte de Descartes (fiche élève). Un approfondissement critique (à proposer en travail personnel sur la base du volontariat) pourra être trouvé par une étude des Principes de philosophie, en temps qu’œuvre scientifique. La fiche élève est un vade-mecum pour ce voyage. Reconnaissons que cette lecture est suggérée dans le but de faire réfléchir à ce qui caractérise la démarche scientifique, en observant un exemple de ce qu’elle n’est pas (encore en 1644 !). Il conviendra cependant de ne pas minimiser le génie de Descartes homme de science : le sens du rapprochement que nous avons proposé ici entre Descartes et Einstein (en contrepoint desquels se dresse la figure de Newton) tient avant tout à ce qu’Einstein, après plusieurs siècles de domination croissante d’une vision empiriste et expérimentale de la science sous l’égide de Newton (« hypotheses non fingo »), a réaffirmé l’importance de la « construction libre des concepts », que Descartes avait le premier vigoureusement portée au premier plan, et certes jusqu’à l’abus. De plus, les Principes de philosophie ne constituent pas le meilleur de Descartes homme de science, qu’on trouvera bien plutôt, pour ce qui concerne la physique, dans La Dioptrique dont les éditions courantes destinées à l’étude philosophique à la suite du Discours de la méthode tronquent malheureusement pour ce qui nous concerne ici, les développements les plus techniques (voir donc l’édition intégrale : OEuvres complètes de Descartes éditées par Adam, Charles; Tannery, Paul; Paris : Librairie Vrin, 1996, tome VI, Discours de la méthode et essais, 760 p). Voir aussi Les Météores, notamment pour son explication magistrale de l’arc-en-ciel et toute sa correspondance avec l’élite scientifique européenne de son époque (Mersenne par exemple).

Pour en savoir plus
J.F. SCOTT : The Scientific Work of René Descartes; London, 1952, rééd. 1987, préface de H. W. Turnbull.

Prolongement à l’étude du texte de Descartes

Descartes a proposé une vision du monde qui se voulait universelle, et dans laquelle il a proposé souvent (mais pas toujours !) des modèles d’explication des phénomènes physiques qui dépassaient de beaucoup ce qu’il était en mesure de confronter à des vérifications expérimentales. Par la suite, ses explications se sont alors assez souvent révélées fausses. On peut en chercher des témoignages dans des encyclopédies, sur Internet, ou en parcourant directement, par exemple, son ouvrage Principes de philosophie (1644) ; si l’on risque cette aventure, il faut être averti que cette lecture est difficile pour un contemporain ; il s’agira de savoir contourner les passages arides pour découvrir au milieu du sable ces pépites qui constituent les réponses aux questions que l’on se pose, et que l’on a intérêt à bien fixer à l’avance, quitte à les infléchir au gré des rencontres.

Conseils pour lire les Principes de philosophie de Descartes, appréhendés ici dans la perspective d’une critique de sa physique :

Ne pas commencer par la première partie (www.ac-nice.fr/) qui pose des fondements philosophiques un peu arides.
La partie III, des § 46 à 52 pose les hypothèses pratiques (qui paraissent aujourd’hui sans fondement : « tourbillons »…) de toutes les explications (fantaisistes) qui viendront par la suite. On pourra donc parcourir ensuite dans la partie IV entre autres les § 58 (le mercure), 93 (réactions chimiques), 120 (distillation), 130 (transparence du verre), etc.
Dans la partie II, on pourra retrouver des considérations plus générales sur le vide (§ 16), les atomes (§ 20, 34, 35), l’infinité de l’univers (§ 21), le mouvement interne à la matière (§ 23), le principe d’inertie ! (§ 38-39) dont c’est la première formulation correcte, et quelque chose qui ressemble à une affirmation de l’agitation moléculaire dans les liquides (§ 54, 56).

On trouvera également sur le site académique de Toulouse (www.ac-toulouse.fr/) des extraits des Principes, ainsi que de nombreux autres textes de Descartes.
Le professeur de philosophie recommandera une édition complète; le tome 3 des Œuvres philosophiques de Descartes, F. Alquié éd., chez Garnier, peut convenir.