BL7 - Galilée et la naissance de la méthode scientifique moderne

Publié le par 1A 08/09 notes

Galilée et la naissance de la méthode scientifique moderne

 

I] Galilée et la méthode expérimentale

         1) Le début de l’empirisme

 

« Une esthétique des sciences exactes » : voilà comment Brecht, dramaturge, définit le théâtre ; on sait que ses pièces sur Galilée ont varié en même temps que ses interprétations du personnage. Galilée est le héros des physiciens : aujourd’hui, on peut se demander ce qu’ont fait réellement ses expériences dans l’avancée des sciences modernes.

Bon empiriste, il ne se contente pas de lire les livres d’Aristote ou la Bible mais observe la nature et fonde la méthode scientifique moderne. Ainsi, on prétend qu’il a compté les mouvements du lustre de la cathédrale de Pise alors qu’il y avait du vent et lorsqu’il n’y en avait pas, ce qui lui permet de conclure sur l’isochronisme des oscillations d’un pendule ; cette vignette de la naissance des sciences n’est pas véridique mais symbolique, puisque  indique qu’il est le premier à observer concrètement ce qui se passe.

 

         2) L’expérience de Galilée : de la véridicité au moyen de rhétorique

 

C’est ce qu’il fait lorsqu’il mesure le temps à l’aide d’un plan incliné : ses descriptions extrêmement complexes de ses nombreuses expériences paraissent très crédibles, et pourtant de nombreuses interrogations demeurent (écoulement de l’eau = mauvaise horloge ; grandes erreurs possibles). Finalement, ces expériences semblent être le moyen rhétorique de persuader le lecteur de choses dont il était déjà convaincu, il emploie la nature comme argument d’autorité, dit que ce n’est pas lui qui affirme tout cela mais bien les faits.

En effet, lorsqu’on tente de reproduire l’expérience on ne peut que conclure que viser la précision que note Galilée est irréaliste ; il apparaîtrait qu’il a plutôt essayé de se passer du temps, de comparer le monde courant et les mathématiques. Toutefois ce n’est pas dit, et il n’indique même pas ses mesures trouvées théoriquement (paradoxalement, c’est le hiatus entre l’extraction à partir de la réalité de ce qui aurait du se passer et ce qui s’est réellement passé  qui prouve qu’il a fait l’expérience). En effet il semble « absurde » à l’époque d’utiliser des modèles abstraits, mathématiques, pour décrire des faits concrets, il ne pouvait pas convaincre son « public » de résultats sur la vitesse de la bille sans mesures réelles qu’il prétend précises.

De nombreuses autres questions se posent par ailleurs lors de telles reconstructions et en général dans toute expérience de physique expérimentales, auxquelles on doit répondre sans critères transcendants.

 

         3) L’invention du « laboratoire », nécessaire pour la modélisation de la réalité par les mathématiques

 

Finalement, Galilée est celui qui définit ce qu’est réellement « expliquer », à savoir la transformation d’un fait physique en un problème mathématique, puis le résoudre en utilisant les outils mathématiques. Galilée n’est pas le premier à voir les mathématiques comme le seul vrai savoir, la science divine, mais il est le premier à avoir retranscrit le monde de façon mathématique plutôt qu’avoir simplement souhaité le faire. C’est ce qui a rendu son savoir incontestable jusqu’à aujourd’hui, et il l’a appliqué au mouvement de nombreuses sortes de corps (pendule, trajectoire : devine l’existence de Neptune).

Il procède pour cela par idéalisation, ne conserve que des grandeurs qu’on peut traiter mathématiquement (de ce fait, il essaie de supprimer les frottements, qui sont difficiles à traiter : tuyau lustré, balle lourde, etc.). Ainsi il a « inventé » le laboratoire, la clef des sciences aujourd’hui, nécessaire parce que c’est là seulement qu’on peut idéaliser suffisamment le phénomène pour idéaliser les mathématiques : en effet il y a beaucoup de limites dans la réalité qui gênent les expériences, par exemple tous les mouvements dans le monde où les frottements sont importants ne peuvent pas être traités pertinemment. Ce qui vient après, ce sont les applications (horloges grâce au mouvement du pendule).

 

II] Les conclusions issues des expériences de Galilée

         1) Le paradoxe de la démonstration et la méfiance envers les instruments

 

L’exemple de Galilée illustre le paradoxe de la démonstration, toujours suffisante et insuffisante, entre les difficultés de l’expérience et le poids qu’on lui apporte, entre l’irrationalité apparente de l’idéalisation mathématique du monde et la rationalité parfaite de la théorie de la chute des corps qui rend aujourd’hui

Un autre problème est celui du télescope, et plus généralement de la vue équipée d’un instrument, est la méfiance que ces instruments inspirent. « Le but de la vue est de connaître la vérité. A travers les lentilles de verre, on voit les figures plus grandes ou plus petites que celles que l’on voit à l’œil nu, plus voisines ou plus lointaines, quelquefois renversées, irisées ou déformées. Elles trompent et ne doivent pas être utilisées » résume ainsi Vasco Ronchu in Messager.

Au contraire, pour Galilée, l’artifice de l’instrument rapproche de la vérité malgré les difficultés qu’on a à voir à travers eux, il fait le pari que la lunette a raison : cette confiance en les instruments mettra longtemps à se généraliser.

 

         2) L’importance de l’art et la création des livres de sciences

 

Galilée ne déduit pas le télescope de l’optique, il n’a pas créé la première lunette, mais il fait mieux en intégrant ce simple objet de curiosité au monde de la science, en prétendant pouvoir l’expliquer par des lois générales. Un mathématicien sans la compréhension de l’Art est un homme sans yeux, d’après Galilée, qui se sert également de ses connaissances artistiques de la Terre pour faire une analogie entre elle et la Lune et y voir les différences de couleur des cratères comme l’existence de reliefs. On retrouve également l’idée qu’il faut savoir distinguer les « bonnes expériences » des « mauvaises » lorsqu’il décrit Orion avec une seule étoile plutôt que deux (car un défaut de l’instrument était le dédoublement de la plupart des étoiles.)

Avec la création des premiers livres de science, avec, ce qui nous paraît normal aujourd’hui, des données et leurs explications posées sur la même page, on commence un style scientifique, expérimental, un style factuel qui consiste à décrire dans un texte une image également décrite dans ce texte.

 

         3) La nécessité paradoxale de l’idéalisation et d’instruments peu fiables

 

Galilée a fait se fusionner deux répertoires opposés, les mathématiques sans rapport réaliste avec la réalité terrestre mais qui permettent  de « sauver les phénomènes », et l’idée d’une réalité qui peut être décrite mais non pas calculée avec la précision des mathématiques.

« Le philosophe géomètre qui veut retrouver dans le concret les effets démontrés dans l’abstrait doit commencer par compenser les obstacles dus à la présence de la matière » Galilée, Dialogues et Discours.

On ne peut mathématiser la réalité qu’en l’idéalisant : et parfois, au point de jonction, il y a cette réussite extraordinaire des lois de la nature. Il faut parfois faire confiance aux instruments et aux mathématiques contre le témoignage de nos sens.

« La philosophie est écrite dans ce vaste livre constamment ouvert devant nos yeux (je veux dire l’univers) et on ne peut le comprendre si d’abord on n’apprend à connaître la langue et les caractères dans lesquels il est écrit. Or il est écrit en langue mathématique, et ses caractères sont le triangle et le cercle et autres figures géométriques, sans lesquels il est humainement impossible d’en comprendre un mot. » Galilée, L’essayeur. à Cubisme, Cézanne.

 

III] Le caractère politique des découvertes de Galilée

 

Dans son journal de bord, en dessous de l’un de ses premiers dessins de la Lune (censés pallier aux défauts de l’observation), on trouve aussi l’horoscope de Cosimo de Médicis, chose pourtant considéré aujourd’hui comme irrationnelle. Son journal scientifique est dédié à son seigneur, où il fait son Ode et lui offre « quatre astres ». En effet, il a besoin d’argent pour sa science

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