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LX2U1 : Histoire des sciences XVIIIe
– XXe siècles
Enseignant : Alexandre GUILBAUD
E-mail : [email protected]
Page web : http://www.math.jussieu.fr/~guilbaud
1ère séance : Introduction et périodisation
historique
Plan de ce premier cours
§  Introduction à l'histoire des sciences
§  Histoire des sciences avant Newton :
I. Périodisation historique
(II. Quelques repères concernant
l'histoire de l'astronomie)
§  Présentation des modalités d'évaluation
§  Pour en savoir plus... quelques livres et lien utiles pour ceux qui
souhaiteraient en savoir plus sur l'histoire des sciences avant (et
après) Newton...
Le mercredi 22 janvier 2014
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Introduction à l'histoire des sciences
§  Qu'est ce que la « science » ?
ü  Il n'existe pas de définition consensuelle. Exemple : le Robert la définit comme un...
« Ensemble de connaissances, d'études, de valeur universelle, caractérisé
par un objet et une méthode déterminées et fondées sur des relations
objectives vérifiables ».
ü  La science n'est pas un objet délimité et stable dans le temps.
ü  Ce pourrait être, de façon très générale, un ensemble d'activités par lesquelles
l'homme tente de comprendre et / ou d'agir sur son environnement, ce qui inclut en
particulier, dès l'origine, une façon d'observer le ciel, de calculer, de soigner, etc.
§  L'histoire des sciences :
« Loin de dessiner une suite alignée d'acquis continus et croissants ou une même
séquence de soudaines coupures, découvertes, inventions ou révolutions précipitant
dans l'oubli un passé tout à coup révolu, l'histoire des sciences court et fluctue sur un
réseau multiple et complexe de chemins qui se chevauchent et s'entrecroisent ».
[Michel Serres, préface, in Eléments d'histoire des sciences, Larousse, 1997, p. 16]
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Introduction à l'histoire des sciences
« Une multiplicité de temps différents, de disciplines diverses, d'idées de la science, de
groupes, d'institutions, de capitaux, d'hommes en accord ou en conflit, de machines et
d'objets, de prévisions et de hasards imprévus composent ensemble un tissu fluctuant
qui figure de façon fidèle l'histoire multiple des sciences ».
[Michel Serres, préface, in Eléments d'histoire des sciences, Larousse, 1997, p. 16]
ü  L'histoire des sciences est intimement liée :
-  aux sciences naturellement, ce qui recouvre l'histoire des acteurs de la science,
des lieux de science, des modes d'échange, d'écriture, de partage et de
circulations des savoirs scientifiques, l'histoire des théories et concepts
scientifiques, l'histoire de l'enseignement des sciences, etc.
-  à l'histoire des sociétés et des civilisations (histoire sociale, économique,
politique, militaire, etc.)
-  à l'histoire des idées et à la philosophie (en Grèce antique par exemple, la
science est une partie de la philosophie)
-  à l'histoire des techniques (techniques expérimentales, techniques industrielles,
instruments de calcul, etc.)
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Introduction à l'histoire des sciences
§  De l'importance des sources en histoire des sciences
ü  Une étude en histoire des sciences repose sur un corpus de « textes » (au sens
large) clairement délimité.
ü  La recherche de sources fait partie du travail des historiens des sciences
ü  La nature et la statut des sources varient en fonction du lieu et de l'époque
(tablettes mésopotamiennes, papyrus égyptiens, manuscrits, incunables, imprimés,
etc.)
§  Quelques adresses électroniques utiles :
Gallica, bibliothèque numérique de la Bibliothèque nationale de France
Google livres
Jubil, portail documentaire des bibliothèques de l'UPMC
CultureMATH, rubrique 'Histoire des mathématiques'
The MacTutor History of Mathematics archive
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I. Périodisation historique
§  Civilisation mésopotamienne
(~ 4000 av. JC – début de notre ère)
Voir le dossier « Mésopotamie »
sur le site CultureMATH
§  Civilisation égyptienne
(~ 3000 av. JC – IIIe siècle av. JC)
Voir le dossier « Egypte » sur le
site CultureMATH
§  Civilisation grecque
(~ 2000 av. JC – 640 de notre ère)
Voir le dossier « Les géomètres
de la Grèce antique » sur le site
CultureMATH
§  Civilisation romaine :
-  la République romaine (509 – 27 av. JC)
-  l'Empire romain d'Occident (27 av. JC –
476 de notre ère)
-  l'Empire romain d'Orient, ou Empire
byzantin (476 – 1453)
§  Civilisation arabe
(VIIe siècle – XVe siècle)
§  Occident médiéval chrétien
(fin du Ve siècle – fin du XIVe siècle)
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I. Périodisation historique
§  Renaissance
(XVe et XVIe siècles)
§  Epoques moderne et contemporaine (XVIIe à nos jours) :
-  l'émergence de la science moderne au XVIIe siècle
-  les « Lumières » au XVIIIe siècle
-  la Révolution industrielle au XIXe siècle...
-  le XXe siècle.
... Mais aussi...
Voir le dossier « Inde »
sur le site CultureMATH
ü  la civilisation indienne (2500 av.
JC – XVIIIe siècle de notre ère)
Voir le dossier « Chine »
sur le site CultureMATH
ü  la civilisation chinoise (IIe siècle
av. JC – XVIIIe siècle de notre ère)
ü  les civilisations amérindiennes
(Aztèques, Mayas, etc.)
ü  etc.
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I.2. La civilisation mésopotamienne (1/3)
§  Période : - 4000 jusqu'au début de notre ère
§  Deux peuples fondateurs : les Sumériens, au Sud,
et les Akkadiens, au Nord de la Basse-Mésopotamie.
§  Apparition de l'écriture vers 3400 – 3200 av. JC.
§  La Mésopotamie est une terre de rencontre vers
laquelle de nombreuses ethnies affluent au cours des
siècles (Hurrites, Amorrites, Hittites, Chaldéens...).
§  L'activité intellectuelle et scientifique privilégie
certains domaines : les mathématiques, la médecine,
la divination, la jurisprudence (code de Hammurabi),
l'astrologie / astronomie.
§  Des milliers de tablettes d'argile (écriture
cunéiforme)
Tablette de
problèmes
mathématiques
§  En mathématiques : tables (de multiplication,
de division, d'extraction des racines...) et
problème structurés sous forme d'algorithmes.
BM 13 901, époque
paléo-babylonienne,
Larsa The British
Museum, Londres.
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I.2. La civilisation mésopotamienne (2/3)
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I.2. La civilisation mésopotamienne (3/3)
La tablette Plimpton 322
(~1800 av. JC)
Le code
d'Hammurabi
(~1800 av. JC)
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I.2. La civilisation égyptienne (1/2)
Pierre de Rosette
(IIe siècle av. JC)
§  Période : - 3300 à – 300.
§  Apparition d'une écriture à la fin du IVe millénaire
av. JC (hiéroglyphes, puis écriture cursive, dite
« hiératique », puis démotique).
British Museum,
Londres.
§  De - 2650 à - 2150 : Ancien Empire (époque des
pyramides).
§  De - 2050 à - 1650 : Moyen Empire (nos
premières sources datent de cette période pour les
mathématiques).
§  Très peu de documents écrits : seuls quelques
Papyri conservés (Papyrus Rhind et Papyrus de
Moscou pour les mathématiques).
§  Pour les mathématiques : tables et problèmes.
§  Mésopotamie / Egypte : des développements
autonomes et des choix différents !
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I.2. La civilisation égyptienne (2/2)
Exercices mathématiques égyptiens (page du papyrus
Rhind) BM 10 057 et 10 058, d'après un original du Moyen Empire,
Thèbes ; The British Museum, Londres.
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I.2. La civilisation grecque (1/4)
§  Période : - 1800 à + 600.
§  La science grecque émerge au VIe siècle av. JC.
§  Elle se développe en particulier dans plusieurs
écoles successives : l'école ionienne (Thalès ?),
l'école pythagoricienne (Pythagore ?), les écoles
athéniennes (l'Académie de Platon, le Lycée
d'Aristote, etc.), puis l'école d'Alexandrie
(Ptolémée, Diophante, etc.).
§  Aucun écrit grec original ne nous est parvenu !
Nous disposons de traductions grecques, arabes,
syriaques, etc. (toutes indirectes, donc).
§  Une activité intellectuelle intense dans de
nombreux domaines : philosophie, politique,
mathématique, histoire, médecine, astronomie, etc.
§  En mathématiques, les Eléments d'Euclide (IIIe
siècle av. JC) vont constituer un modèle de rigueur
pendant plus de deux mille ans !
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Manuscrit grec des Eléments d'Euclide
du IXe siècle. Bibliothèque du Vatican.
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I.2. La civilisation grecque (2/4)
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I.2. La civilisation grecque (3/4)
Trois versions de la Mesure du cercle
d'Archimède : grecque, arabe, hébreu.
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I.2. Les mathématiques grecques (4/4)
§  De nombreux témoignages indirect, souvent contradictoires : sur Thalès et Anaximandre
de l'école de Milet (VIe siècle av. JC), sur Pythagore de l'école pythagoricienne (VIe-Ve
siècles av. JC), sur Zénon d'Elée de l'école d'Elée (VIe-Ve siècles av. JC), etc.
§  les Eléments d'Euclide (IIIe siècle av. JC) :
-  l'un des principaux textes mathématiques de la Grèce antique, divisé en 13 livres :
géométrie plane, arithmétique (théorie des proportions, etc.), géométrie spatiale.
-  une charpente logique rigoureuse : définitions, postulats, axiomes, propositions
suivies de leurs démonstrations.
§  Archimède (IIIe siècle av. JC) : la Mesure du cercle, la Sphère et le Cylindre, la
Quadrature de la parabole, plus de nombreux traités de physique (13 traités au total).
§  les Coniques d'Apollonius (IIIe siècle av. JC)
§  l'Almageste de Ptolémée (IIe siècle ap. JC) : traité d'astronomie, mais contenu très riche
en trigonométrie
§  les Arithmétiques de Diophante (IIIe ap. JC)
§  Pappus (IVe siècle ap. JC) : commentaires d'Euclide et de Ptolémée
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I.2. La civilisation arabe (1/3)
§  Période : du VIIe au XVe siècle
§  Mort du Prophète en 632, suivie d'une intense période
d'extension géographique (invasions) jusqu'à la fin des
années 730 environ.
§  A la partir du VIIIe siècle débute un processus
d'appropriation des sciences des civilisations antérieures :
mésopotamienne, grecque, perse, syriaque, indienne, etc.
§  Ce processus revêt plusieurs formes : appropriation par
voie orale, par accès direct aux textes retrouvés dans les
pays conquis, par le biais de traductions (nombreuses et
éclectiques).
§  Au début du IXe siècle, naissance d'une science arabe
autonome.
§  Ses principales caractéristiques : émergence d'une
nouvelle rationalité mathématique (algèbre, trigonométrie,
combinatoire, « calcul indien », théorie des parallèles,
etc.), place centrale de la démarche expérimentale.
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Al-Khwarizmi (IXe siècle) :
extrait du Kitāb al-mukhtaṣar fī
ḥisāb al-jabr wa'l-muqābalah
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I.2. La civilisation arabe (2/3)
Le monde arabe aux VIIIe et IXe siècles
Source : Eléments d'histoire des sciences, M. Serres (dir.), Bordas, Paris, 1989, p. 158.
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I.2. La civilisation arabe (3/3)
Le monde arabe aux Xe et XIe siècles
Source : Eléments d'histoire des sciences, M. Serres (dir.), Bordas, Paris, 1989, p. 158.
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II. Quelques rappels sur l'histoire de l'astronomie (1/4)
§  Platon (IVe siècle av. JC) :
-  auteur du Timée, dans lequel il expose son système cosmologique
-  représentation géocentrique de l'Univers
-  leitmotiv : sauver les apparences
-  postulat fondamental de l'astronomie ancienne : les corps célestes sont animés de
mouvements circulaires et uniformes.
§  Eudoxe de Cnide, élève de Platon (IVe siècle av. JC) introduit le système des sphères
homocentriques : le mouvement de chaque planète, de la Lune et du Soleil, est la résultante
des révolutions d'un jeu de sphères animées de mouvements uniformes.
§  Aristote, élève de Platon (IVe siècle av. JC) :
-  sa cosmologie, exposée dans le Traité du ciel, reprend le postulat fondamental
platonicien (mouvements circulaires et uniformes)
-  la Terre occupe le centre du cosmos ; monde sublunaire / région de l'éther
incorruptible ; l'Univers est fini, plein et limité par la sphère des étoiles fixes.
-  conception globale et physique du système des sphères homocentriques, corrigé par
des sphères compensatrices.
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II. Quelques rappels sur l'histoire de l'astronomie (2/4)
§  Apollonius (IIIe siècle av. JC) et Hipparque
(IIe siècle av. JC) : théorie des excentriques et
des épicycles.
§  L'Almageste de Ptolémée (IIe siècle ap. JC) :
-  Ptolémée reprend les principales
caractéristiques du système cosmologique
aristotélicien.
-  Sa travail complète et corrige celui
d'Hipparque (IIe siècle av. JC) : théorie des
excentriques et des épicycles + équant.
-  L'Almageste fera autorité jusqu'au XVIe
siècle...
Version grecque de l'Almageste (IXe siècle)
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II. Quelques rappels sur l'histoire de l'astronomie (3/4)
§  Le De revolutionibus Orbium Coelestium de Nicolas Copernic, publié en 1543 :
-  le Soleil devient immobile au centre de l'Univers + deux centres de rotation : la
Terre, centre de rotation de la Lune, et le Soleil, centre de rotation des autres planètes.
-  malgré le passage à l'héliocentrisme, Copernic conserve de nombreuses
caractéristiques des systèmes aristotélicien et ptoléméen : univers fini et sphérique,
mouvement circulaire uniforme, épicycles et excentriques...
§  Tycho Brahé (1546-1601) réunit une masse considérables d'observations (réalisées à
l'oeil nu), mais ne croit pas au système copernicien.
§  En 1609 et 1619, Johannes Kepler (1571-1630), l'un des principaux défenseurs de la
théorie copernicienne, publie l'Astronomia nova puis les Harmonices mundi libri quinque,
dans lesquels il déduit ses trois célèbres lois des données rassemblées par Tycho Brahé.
§  Galileo Galilei, dit Galilée (1564-1642) :
-  première observation à la lunette en 1609, suivie de la publication du Messager
céleste en 1610 (première prise de position de Galilée en faveur du copernicianisme).
-  en 1632, Dialogue sur les deux systèmes du monde qui, sur un ton peu
précautionneux, défend le système copernicien contre le système ptoléméen.
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II. Quelques rappels sur l'histoire de l'astronomie (4/4)
Galilée devant le Saint-Office (XIXe siècle, Joseph-Nicolas Robert-Fleury)
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Évaluation
Ø  Sur 100 points :
[contrôle continu]
-  Assiduité et participation : 10 points
-  1er QCM (mercredi 27 février) : 10 points
-  2nd QCM (mercredi 27 mars) : 10 points
-  Devoir (à rendre le mercredi 3 avril) : 20 points
-  Examen final (mercredi 17 avril) : 50 points.
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Pour en savoir plus (1/2)
§  Le site CultureMATH :
-  Dossier sur la Mésopotamie, par Christine Proust
[http://www.math.ens.fr/culturemath/histoire%20des%20maths/chrono/Mesopotamie/index_mesop.htm]
-  Dossier sur l'Egypte, par Micah Ross
[http://www.math.ens.fr/culturemath/histoire%20des%20maths/chrono/Egypte/index_egypte.htm]
-  Dossier sur l'Inde, par Agathe Keller
[http://www.math.ens.fr/culturemath/histoire%20des%20maths/chrono/Inde/index_inde.htm]
-  Dossier sur la Chine, par Karine Chemla
[http://www.math.ens.fr/culturemath/histoire%20des%20maths/chrono/Chine/index_chine.htm]
-  Dossier « Les géomètres en Grèce antique », par Bernard Vitrac
[http://www.math.ens.fr/culturemath/histoire%20des%20maths/htm/Vitrac/grecs-index.htm]
§  René Taton (dir.), Histoire générale des sciences, 5 tomes, Paris, PUF Quadrige, 1966.
§  Michel Serres (dir.), Eléments d'histoire des sciences, Larousse, Paris, 1989.
§  Amy Dahan-Dalmedico et Jeanne Peiffer, Une histoire des mathématiques : routes et
dédales, éditions du Seuil, collection Points/sciences, Paris, 1986.
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Pour en savoir plus... (2/2)
§  Jean-Pierre Verdet, Une histoire de l'astronomie, Seuil, collection Points/sciences, Paris,
1990.
§  Paolo Rossi, Aux origines de la science moderne, éditions du Seuil, collection Points/
sciences, Paris, 1999.
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