On remarque, de mani`ere g´en´erale, que plus un homme s’int´eresse `a un domaine, au plus tard il rentre dans la science moderne. L’homme s’int´eresse au vivant depuis ses d´ebuts : chasseurs, cueilleurs... La r´evolution n´eolithique (il y a +/- 10000 ans) am`ene la domestication et la s´edentarisation, qui r´esultent en une s´election artificielle d’esp`eces. Le champ des connaissances biologiques s’´etend par des connaissances pratiques. Idem pour la m´edecine.

Les d´ebuts de l’approche scientifique moderne sont n´es par Aristote. Il a un grand inter`et pour l’´etude du vivant. Il aura deux contributions : la syst´ematique, o`u il d´efini les esp`eces en fonction de interf´econdit´e et fait une classification des animaux (`a sang rouge ou d´epourvus de sang rouge), et la biologie fonctionnelle, qui est la mise en rapport des organes avec leur fonction : “les organes sont comme ils sont car ils doivent remplir un but, dans le but de remplir une fonction”. Tout dans la Nature a une raison rationnelle : la forme de la tˆete des oiseaux, le pouce opposable... Aristote se pose la question de savoir les causes d’un objets (les quatre causes). Quelle est la cause d’une statue ?

-cause mat´erielle : marbre (d’o`u sort-elle ?).

-cause formelle : qu’est-ce qui donne la forme de la statue ? Le sculpteur a en tˆete ce qu’il doit sculpter, c’est cette cause.

-cause agissante : celui qui agit : le sculpteur. Aujourd’hui c’est cette cause qu’on ´etudie le plus souvent, c’est la cause moderne.

-cause finale : le but `a atteindre. Dans le cas de la statue, c’est de c´el´ebrer la d´eit´e sculpt´e. Probl`eme : dans une statue, il y a une conscience derri`ere la cause finale. En biologie on obtient une approche animiste de la Nature, on croit en une volont´e intelligente. La finalit´e marque tr`es fort la biologie. Aristote s’int´eresse `a la zoologie ; Th´eophraste `a la botanique. Il ne faut pas oublier les ´ecoles de m´edecine de la Gr`ece Antique. L’´ecole d’Hippocrate (-IVe si`ecle) est tr`es sp´ecifique, porte beaucoup d’importance sur l’observation, avec des exp´eriences cruelles sur les prisonnier (vivisection...). On proc`ede `a la dissection humaine.

Galien (IIe si`ecle) proc`ede `a des dissections sur des animaux et va synth´etiser la connaissances. La sant´e se d´efinit comme l’´equilibre des humeurs. Il y en a 4 : sang phlegme, bile noire et bile verte. La maladie est un d´es´equilibre de ces humeurs.

Des m´edecins comme Avicenne (Perse) vont faire ´enorm´ement avancer le savoir : introductions de nouvelles esp`eces, nouveaux syst`eme d’irrigation...

La deuxi`eme naissance de la biologie est `a la Renaissance. On a une explosion de l’interˆet pour la Nature, en contraste avec la rigueur de l’Universit´e m´edi´evale. On s’int´eresse aux poissons, aux insectes... C’est l’`ere des premiers jardins botaniques (Pise, 1543).

V´esale, m´edecin bruxellois, publie en 1543 La structure du corps humain. Il reprend pour la 1er fois des dissections et fait r´ealiser des planches anatomiques, chef-d’oeuvre de dessin. V´esale decouvre toute une s´erie d’erreurs chez Galien.

Au XVIIe, on d´ecouvre la circulation sanguine. De nouveaux monde s’ouvrent `a la Renaissance : on d´ecouvre de nouvelles plantes et animaux dans les nouveaux mondes (Am´erique, Afrique...). D´ecouverte fondamentale : microscope `a la 2em moiti´e du XVIIe. Observations r´elais´ees par Hooke, membre de la Royal Society. Il regarde des bouchons de li`eges au microscope, et d´ecouvre la cellule, c’est un nouveau monde. Autres observations : celle de Leeuwenhoek. Il va d´ecouvrir les protozoaires et les spermatozo¨ıdes.

On d´ecouvre aussi les m´ecanismes sexuels des plantes, on diss`eque des insectes.

Un 3em monde s’ouvre aussi : le pass´e. On s’int´eresse aux fossiles et `a l’´evolution. Il y a de tr`es nombreux mouvements philosophiques sur l’´evolution. Une s´erie de savants vont continuer la syst´ematique d’Aristote au XVIIIe si`ecle, classant plantes essentiellement et animaux. Qu’est-ce qu’on

veut classer, selon quels crit`eres ?

1ere attitude : le classement est une activit´e artificielle. Au fond, les esp`eces n’existent pas, seuls les individus. L’homme cr´ee artificiellement les esp`eces. C’est le nominalisme : les esp`eces sont juste un nom et n’ont aucune valeur r´eelle. Mouvement inspir´e par le scholastique anglais Ockham. On classe par commodit´e.

2em attitude : l’esp`ece a une existence naturelle `a d´ecouvrir, elle correspond `a l’ordre du monde. On demande `a la Nature.

Il faut d´egager la brique ´el´ementaire : la d´efinition d’une ´esp`ece. Buffon va la d´efinir sur l’interf´econdit ´e et la capacit´e d’avoir une descendance fertile. On va rompre le mythe de f´econdation universelle, qui sera exclu de la science.

Comment regrouper les esp`eces ?

1ere approche : classer de sorte `a reconnaˆıtre et distinguer. Carl von Linn´e (su`edois, 1707-1778) sera le grand de cette m´ethode. Il introduit le classement binaire genre-esp`ece. L’esp`ece a une existence r´eelle, les niveaux sup´erieurs sont nominalistes (sauf le genre).

2em approche : familles naturelle. Buffon prend en compte l’ensemble de caract`eres, pas seulement la sexualit´e. On regarde la localisation g´eographique, le comportement sociologique avec d’autres animaux...

En gros, on se base sur les param`etres ´ecologiques.

Qu’est-ce qui caract´erise une esp`ece ? Deux id´ees.

-L’essence, qui est immuable. L’Homme est Homme parce qu’il est Homme. Il y a une unit´e entre individu.

-Fronti`eres floues, donne une plus grande flexibilit´e, et permet des transformations. Remarque : on peu croire en les esp`eces et ˆetre essentialiste, car Dieu a pu cr´eer les esp`eces, et l’homme invente le niveaux sup´erieurs. Linn´e pouvait ˆetre religieux ou non, mais il ´etait essentialiste. Il faut ´eviter de top recourir `a l’image de Dieu pour d´ecrire la m´ethode scientifique.

On Occident, la Terre a 6000 ans. On sait par la Bible qu’a eu lieu le D´eluge. La g´eologie a, comme la biologie, deux pendants : l’affection (d´eesse m`ere...) et l’application pratique (les mines). `A la Renaissance, on d´ecouvrira qu’il y a deux types de terrains : s´edimentaires et volcaniques, li´es `a deux type de roches. On d´ecouvre aussi les fossiles : on trouve au sommet des montagnes des preuves du D´eluge, les fossiles en sont la preuve.

Au XVIIe si`ecle, avec St´enon (1638-1686) on a une approche assez scientifique. Il est rest´e dans les annales pour son concepts de couches g´eologiques : les d´ebuts de la stratigraphie. Selon lui, les terrains sont dˆues `a deux facteurs : s´edimentation et catastrophes (effondrement...). Les couche les plus anciennes sont les plus profondes, il y a une chronologie, tout en 6000 ans.

Au XVIIIe si`ecle, on admet que les strates recouvrent de grandes regions, mˆeme avec des ruptures. Certaines couches sont riches en fossiles. On retrouve Laviosier qui d´ecide de faire des cartes g´eologiques, ce qui pr´esuppose une continuit´e des r´egions.

On va voire s’opposer deux courants :

-Le catastrophiste de Werner (1750-1817) : il y a dominance neptunienne : c’est une g´eologie orient´e vers la s´edimentation et les catastrophes (reprise syst´ematique de St´enon).. -L’uniformitarisme de Hutton (1726-1797) : il y a dominace plutonienne (dieu des enfers) : c’est la th´eorie volcaniste. Pour Hutton, les causes actuelles sont celles `a invoquer pour le pass´e : le monde est toujours soumis aux mˆemes lois (contraste avec l’importance donn´e au D´eluge). Le centre de la Terre est chaud, et cette chaleur sort sous forme de volcans, la Terre se ride. (Remarque : le volcanisme n’est pas une catastrophe). Cette approche est en contradiction avec l’histoire courte biblique.

Buffon est uniformitariste. Il part d’observations et d’hypoth`eses et en tire que la Terre a au moins 75000 ans.

Le grand nom de la g´eologie est Lyell (1797-1875). Il va tirer au clair le fait que des roches s´edimentaires peuvent se m´etamorphoser en roches volcaniques. Il donne naissance `a l’actualisme : les causes de maintenant sont celles du pass´e. Une nouvelle science, entre biologie et g´eologie, va naˆıtre : la pal´eontologie, la science des ˆetres anciens.

La pal´eontologie se base sur les fossiles. La g´eologie va donner une datation des terrains, et donc une datation relatives des fossiles.

Cuvier (1769-1832) connait admirablement bien l’anatomie comparative. Il met en avant deux principes : la corr´elation des formes et la subordination des caract`eres. Il essaye de mettre de l’ordre dans l’anatomie des esp`eces. C’est un puzzle o`u la libert´e doit ob´eir `a des contraintes. M´etaphoriquement, il reconstruit des squelettes `a partir d’une seule dent. En r´ealit´e, il sait corr´eler une patte avant et une patte arri`ere et dire qu’elles viennent du mˆeme animal. Il ´etudier le mammouth.

Qu’est-il arriv´e aux esp`eces qui ont disparu ? Cuvier est essentialiste : les esp`eces ont disparu lors de catastrophes. Ceci s’oppose aux visions de Lamarck ou Darwin plus tard, qui sont transformistes. L’essentialisme de Cuvier ´etait necessaire, car sinon il n’aurait pu faire son travail `a cause des fronti`eres floues entre esp`eces, alors qu’il a une vision disc`ete des choses. D’o`u viennent les autres esp`eces ? Cuvier dit vaguement “d’autres continents”. Une autre vue qui se r´epand au XIXe si`ecle est le fait que Dieu recr´ee des esp`eces `a chaque catastrophe.

la fin du XVIIIe si`ecle, il y a opposition entre catastrophisme et transformise / actualisme. Au d´ebut du XIXe, Cuvier cr´ee la pal´eontologie, qui est une science essentialiste : les individus d’une mˆeme esp`eces partagent la mˆeme essence., il n’y a pas d’´evolution, c’est du fixisme.

En face de Cuvier, on trouve Lamarck (1744-1829), d´efenseur du transformisme. Lamarck naˆıt bien avant la R´evolution de 1789, et travail au Museum apr`es cette derni`ere. Il d´ecouvre que les mollusques qui ressemblent le plus `a celles du pr´esent sont dans les couches g´eologiques les plus r´ecentes. Selon lui, il y a donc ´evolution. Il publiera un livre `a ce sujet : Philosophie zoologique en 1809. Dans l’´evolution lamarckienne, la fonction donne l’organe. Le milieu provoque l’adaptation de l’individu, qui selon Lamarck provoque l’adaptation de l’esp`ece. Le climat est le principal facteur d’´evolution. Chez Lamarck, l’´evolution est orient´ee vers la complexit´e. Les esp`eces ne disparaissent pas, elles se transforment dans le sens du progr`es. L’approche lamarckienne est d´eterministe : le milieu d´etermine les adaptations n´ecessaires, et les esp`eces les adoptent.

Cuvier s’opposera volemment `a Lamarck. On reproche surtout `a ce dernier le manque de fossiles des esp`eces interm´ediaires. Lamarck r´epond que les archives g´eologiques sont incomlp`etes. La v´eritable perc´ee de l’´evolution viendra avec Darwin (1809-1882). Darwin ´etait naturaliste de terrain, il connaˆıt les animaux. Il sera engag´e sur le Beagle pendant son voyage autour du monde. Les observations de Darwin sur ce vont poser les fondations de sa th´eorie future de l’´evolution. Darwin observe avec le point de vue de Lyell, c’est `a dire que les causes de maintenant sont celles du pass´e. Aux Galapagos, Darwin attribu les diff´erences entre esp`eces terrestres `a la s´eparation g´eographique, c’est l’id´ee de la biographie. Exemple : les faunes d’Am´erique et d’Afrique sont diff´erente, malgr´e le climat similaire : s´eparation progressive des esp`eces par isolement g´eographique.

Darwin parle de variabilit´e individuelle et de s´election naturelle, ses deux ingr´edients pour la divergence des esp`eces.

Variabilit´e individuelle : Darwin observe des variations entre individus. Il parle avec les ´eleveurs effectuant de la s´election artificiellen et ´etudiera des pigeons.

La s´election naturelle est le coeur de la th´eorie darwinienne. Remarquons que Darwin pensait, comme Lamarck, `a la transmission des caract`eres acquis. Seulement, ce n’est pas le moteur de son syst`eme, pas contraste `a Lamarck. Darwin fut inspir´e par l’´economiste Malthus. Le malthusianisme jouait sur l’´eparsit´e des ressources et la croissance exponentielle de la population : laisser mourir les pauvres.

Darwin publie en 1859 son ouvrage L’origine des esp`eces. Pourquoi si longtemps apr`es le Beagle ? Il va passer 30 ans `a faire de la syst´ematique et `a peaufiner sa th´eorie. Wallace ´ecrit `a Darwin pour lui parler de sa propre th´eorie, qui lui a ´etudi´e la variabilit´e des esp`eces sur les ˆıles des Amazones. Darwin et Wallace arrivent aux mˆemes conclusions, et pr´esentent ensemble leurs travaux `a la mˆeme conf´erence. Wallace publie La descendance de l’homme en 1871.

La th´eorie darwinienne sera tr`es rapidement accept´ee grˆace `a la pl´ethore d’exemple concrets de l’Origine des Esp`eces, et Darwin aura nombre de disciples. On voit l’´emergence d’un paradigme. N´eanmoins, il y aura une opposition violente : la th´eorie darwinienne enl`eve la place privil´egi´ee de l’Homme, qui devient une esp`ece animale comme les autres. Les institutions conservatrices et religieuses repoussent violemment la th´eorie : si Adam n’a pas exist´e, alors il n’y a pas de pˆech´e primordial, ce qui cause un probl`eme th´eologique. “Darwin n’est pas prˆet d’ˆetre rehabilit´e, en tout cas pas sour Benoˆıt XVI”. Le darwinisme social apparaˆıt aux cˆot´es de l’eug´enisme.

partir de 1859, on a donc une th´eorie de l’´evolution qui est n’´eanmoins loin de la th´eorie moderne. En effet, depuis lors, on a d´ecouvert les m´ecanismes de l’h´er´edit´e.

Une science va apparaˆıtre : la chimie. Quid de l’alchimie ? La chimie est n´ee de la pratique (m´etallurgie, poterie...) qui m`ene `a des tentatives de th´eorie, notamment les 4 ´el´ements de la Gr`ece antique. Celle-ci va former la base de l’alchimie, qui verra essentiellement le jour `a Alexandrie au d´ebut de notre `ere. Pour rappel, Alexandrie set alors la capitale commerciale de l’Occident.

L’alchimie a `a la fois des objectifs mat´eriels (fabrication de l’or) et spiritiuels. Les deux sont intimement li´es. L’or est l’essence mˆeme de l’´eternit´e, car il est inalt´erable. Les m´etaux mˆurissent dans la Terre mˆeme, on voit une ´evolution des m´etaux du fer `a l’or. L’alchimie veut hˆater cette transformation en ´etant en communion avec les forces cosmiques. L’activit´e de l’alchimite est li´ee `a ce fait. L’alchimiste est pessimiste : le monde se d´egrade.

l’´epoque, on connait 7 m´etaux avec les 7 astres (or avec soleil, argent avec lune, fer avec mars...). Ces connaissances seront receuillies par les Arabes. Au IXe si`ecle, le grand alchimistes arabe Geber. L’alchimiste travaille dans le secret pour l’´esot´erisme de leur pratique, et seront souvent pers´ecut´es. Les Arabes ´etudieront les alcools, les alcalins.... Ce m´elange de chimie et d’alchimie prend son envol au XV-XVI, la m´etallurgie prend son importance.

Paracelse (1493-1541), grand savant m´edecin et alchimiste, utilisera des poudres min´erales pour soigner. Il fonde la iatrochimie : la chimie m´edicale. Il ´etend les 4 ´el´ements antiques par 2 principes : le mercure et le soufre. Les deux derniers sont alors plus que les ´el´ements moderne, ils sont porteurs du principe passif (f´eminin) et actif (masculin) respectivement. L’alchimiste ne pense pas en terme de r´eactions, mais en relations entre principe. Paracelse introduit aussi la notion de sel. Au courant du XVIIIe, on trouve de nouveaux corps simples et les gaz. La chimie des gaz se d´eveloppe autour du progr`es technologique de la pompe `a vide. On d´ecouvre ce que nous appellons l’oxyg`ene, l’hydrog`ene, l’azote, le gaz carbonique, le chlore et le fluor. L’allemand Stahl (1660-1734) propose une th´eorie sur la combustion : il pense qu’un gaz qui s’appelle le phlogistique s’en ´echappe. Le corps qui doit brˆuler contient le phlogistique qui s’´echappe quand il brˆule : c’est de l’antioxyg`ene. L’azote est le gaz sans vie. Pour Stahl, l’oxyg`ene est appel´e “air d´ephlogistique”. C’est dans ce contexte que vient Lavoisier (1743-1794). Il travaille `a la Ferme G´en´erale : banque qui prˆete de l’argent au Roi, puis qui l`eve les impˆots. Entre 5h et 8h du matin, Lavoisier fait de la chimie. Il sent que la combustion est dˆu `a la fixation de l’oxyg`ene. Il `a des ´echanges avec Priestley `a ce sujet.

Le coeur du travail de Lavoisier est la balance, qui est son instrument par excellence. Il va ´etudier la combustion avec pr´ecision, de mani`ere quantitative. Il ´etudiera la combustion de l’hydrog`ene, et fera de la propagande devant le Roi de France avec une d´emonstration : il fait flamber de l’hydrog`ene et se retrouve avec de l’eau entre les mains : l’eau n’est pas un ´el´ement fondamental ! Il rassemble un r´eseau de collaborateurs qui approuvent de sa m´ethodologie et ses th`emes. Lavoisier, `a l’aide de ce r´eseau, va lancer une r´evolution scientifique, grace `a sa m´ethodologie nouvelle.

Lavoisier donnera une vraie structure `a son ´ecole, et donnera `a la chimie un programme de recherche. Il proposera une nouvelle nomenclature, ce qui sera extr`emement important. Il se met en opposition avec l’ancienne ; par extension, il oppose les chimistes aux droguistes. Les anciens noms seront utilis´es encore aujourd’hui dans le cadre commercial. Il a un lien entre adh´erer `a la nomenclature et adh´erer `a la th´eorie, et par analogie `a la Novlangue d’Orwell, la nouvelle nomenclature va progressivement ´epurer les id´ees.

Lavoisier ´ecrit un manuel : un trait´e ´el´ementaire de chimie pour les d´ebutants, il s’adresse au grand public, un peu comme Galil´ee. Il n’invente pas la notion d’´el´ement chimique, mais il la red´efinit. Il fait de l’analyse chimique : un ´el´ement est le dernier terme obtenue par l’analyse. Pour lui et ses collaborateurs, toutes les substances qu’ils n’ont su analyser sont des ´el´ements. Ils ne consid`erait des corps consid´er´es simples comme ´etant compos´es que si l’exp´erience leur en fournit la preuve, c’est une preuve / d´efinition op´eratoire, pratique.

On obtien une nouvelle science normale au sens de Kuhn : on a un nouveau paradigme !

Le XIXe si`ecle d´ecouvrira toute une s´erie de corps simples, notamment par ´electrolyse, grˆace `a la pile de Volta, fin du XVIII.

Sur base du programme de chimie min´erale de Lavoisier, cette chimie acad´emique travaillera de pr`es avec l’industrie, notamment avec la d´ecouverte du precessus Leblanc pour fabriquer de la soude.

Une autre r´evolution intellectuelle est la chimie organique de synth`ese. On synth´etise de l’ur´ee, de l’ac´etyl`ene... en laboratoire, alors qu’on le trouve que dans le vivant. La barri`ere entre le vivant et le non-vivant s’effondre, il n’y a plus de propri´et´ees intrins`eque au vivant. La chimie organique aura des liens tr`es forts avec l’industrie.

On aura une nouvelle image de l’Universit´e : on assiste `a la naissance de grands laboratoires en Allemagne au XIXe si`ecle (Liebig et Baeyer) pour enseigner la chimie pratique. C’est l’Universit´e Humboldtienne : alliant recherche et enseignement.

En 1805, Dalton ´emet sa th´eorie atomique, et va lancer un d´ebat enflamm´e dans le monde de la chimie. Le point de d´epart est la loi de Proust : la loi des proportions d´efinies. Une r´eaction chimique se passe toujours en impliquant les mˆemes proportions. En 1808, Gay-Lussac ´emet une loi sur le volume du gaz, ce qui m`enera Avogadro en 1811 `a ´emettre l’hypoth`ese qu’un volume donn´e de gaz contient un nombre donn´e d’atomes (on ne fait pas encore la diff´erence entre atomes et mol´ecules). En 1819, Dulong et Petit montrent que la capacit´e calorifique d’un atome est constante, ce qui renforce la th´eorie atomiste. En 1833, Faraday met en ´evidence des isotopes.

L’opposition f´eroce `a la th´eorie atomique est surtout bas´ee sur le fait qu’on va au-del`a de l’observable. Cependant, les progr`es de la chimie organique, en particulier, remettent l’atomisme au premier plan : il ont une n´ecessit´e de clarifier la nomenclature (par exemple, il existe 19 formules possible pour l’acide ac´etique).

Le Congr`es de Karlsruhe en 1860, le premier congr`es scientifique moderne, verra l’av`enement d’un jeune professeur russe : Mendele¨ıev, qui fera une classification des ´el´ements. On verra ´egalement la naissance de la thermodynamique.

Maxwell et Boltzmann vont introduire la m´ecanique statistique pour ´etudier la thermodynamique au niveau microscopique. On a r´eversibilit´e au niveau microscopique, mais irr´eversibilit´e au niveau macroscopique (ex : encre dans de l’eau). L’expliquation que donne Boltzmann est que le syst`eme ´evolue spontan´ement vers l’´etat donnant le plus de microconfigurations. Ind´ependamment de la chimie, l’atomisme joue donc un rˆole en physique.

Ce qui va rallier les scientifiques `a la cause atomistes est la synth`ese faite par Jean Perrin en 1911 : Les Atomes. En 1905, Einstein ´ecrit 4 papiers : E = mc2, quanta ; relativit´e et mouvement brownien. Perrin s’int´eresse `a ces mouvements browniens et va d´eduire le nombre d’Avogadro en exp´erimentant. Il tient aussi compte des rotations, et trouve un nombre d’Avogadro similaire. Dans sa synth`ese, il expose 13 mani`eres de d´eterminer ce nombre d’Avogadro, toutes en accord. Les scientifiques seront enfin d’accord, la Nature leur livre une v´erit´e. Ces 13 mani`eres sont tr`es avanc´ees et utilisent parfois des th´eories quantique non approuv´ees (Planck) et des m´ecanismes statistiques inhabituels (Einstein).

Ses mesures n´ecessitent donc de croire en des th´eories tr`es avanc´ees. La convergence des r´esultats vers le mˆeme nombre conforte ces th´eories. Il y a une grande part de croyance, de confiance en la science. Il faut avoir un esprit critique, mais positif n´eanmoins. En 1911, la communaut´e est devenue atomiste. On a donc beaucoup de d´ecouvertes en peu de temps : ´electron, radioactivit´e, noyau atomique...