Abdelkader Bachta

Le concept d’histoire des sciences chez Paty
dans la physique du 20^e siècle

Introduction : La physique du 20^e siècle et les axes de la recherche historiques :

Michel Paty, qui est aussi scientifique et, plus précisément physicien, a beaucoup produit en histoire des sciences. Son dernier ouvrage, La physique au 20^e siècle (1) qui est destiné à la vulgarisation, représente, en fait, une résultante mûrie, pour ainsi dire, de ses travaux sur le siècle qui vient de s’écouler et dont on peut dire, en fin de compte, qu’ils constituent sa préoccupation principale tant sur le plan de leur ampleur que sur celui de leur précision.
D’autre part, nous pensons que l’examen et l’appréciation d’une histoire des sciences, en général, obéissent à trois axes différents qui sont :
a) Une orientation verticale qui correspond à son objet, au contenu scientifique qu’elle traite. C’est ainsi qu’il y a des histoires qui s’occupent d’une seule spécialité scientifique comme la biologie, les mathématiques, la physique nucléaire..., comme il existe des historiens dont l’intérêt est plus général, plus complet, etc...
b) Une autre qui est horizontale et qui concerne la méthode utilisée. On sait que les procédés historiques sont nombreux et variés. Citons-en notamment, ceux qui s’arrêtent aux bilans scientifiques et ceux qui, en plus, en recherchent les racines, etc...
c) Une troisième qui intéresse l’existence d’une volonté, ou son absence, de comprendre l’histoire, d’en dégager une philosophie, une épistémologie. Il y’a, en effet, des historiens qui croient leur devoir accompli après avoir déterminé les résultats et cherché leurs origines ; mais il s’en trouve d’autres qui, comme Gaston Bachelard, par exemple, sont portés plutôt à en tirer des conclusions épistémologiques. Nous appellerons cette perspective « diagonale » conformément aux dictionnaires Larousse et Robert (2), etc...
Dans cet essai, nous comptons estimer brièvement le concept d’histoire des sciences chez Paty tel qu’il se manifeste dans son livre de maturité, La physique du 20^e siècle , en nous plaçant sur les trois plans indiqués. Notre attention sera portée sur la teneur de l’ouvrage en question, mais nous essaierons aussi de le situer rapidement, faute de mieux, au moment opportun, dans l’œuvre de l’écrivain et dans le champ historique.

I - Le plan vertical : un éventail scientifique large :

(1) Les sciences physiques de l’époque : Relativité, physique quantique, physique nucléaire et des particules, phénomènes critiques etc...

Toutes les branches fondamentales de la physique du 20^e siècle sont étudiées dans le livre de Paty. D’autres y sont considérées également.
a) C’est ainsi que la théorie de la relativité avec ses deux étapes (Relativité restreinte et relativité générale) occupe le deuxième chapitre de l’ouvrage.
b) La science quantique, second pilier de la physique du vingtième siècle, couvre les chapitres 3 et 4. On expose les résultats généraux de cette discipline, puis on y réfléchit.
Après quoi, l’auteur s’intéresse à deux sections de la physique en étroite relation avec la science quantique, en l’occurrence, la physique nucléaire et celle qui concerne les particules. Il s’agit de deux physiques qui tendent à converger malgré les différences (3).
c) Le chapitre 6, intitulé : « Matière subatomique 1.Dans le noyau atomique » a trait à la physique nucléaire.
d) Le texte s’intitulant : « Matière subatomique 2.Les champs fondamentaux et leurs sources » porte plutôt sur les particules élémentaires.
e) Mais M.Paty paraît vouloir s’intéresser même aux détails de la physique du 20^e siècle (et pas seulement aux branches physiques qui ont profondément marqué l’époque). Le chapitre 8, intitulé « Systèmes dynamiques et phénomènes critiques » nous renseigne bien sur cette volonté qui anime notre écrivain. Le texte de Paty évoque des sujets qui intéressent « les physiciens, mais aussi les techniciens, les industriels et le public en général » comme :
- La théorie des systèmes dynamiques non linéaires, où on traite des phénomènes difficiles à prévoir avec précision et qui relèvent, par conséquent, du « chaos déterministe ». L’auteur cite, à ce niveau, la météorologie et la biologie des populations, etc...
- Les phénomènes critiques qui se caractérisent par une discontinuité apparente, entre les diverses phases et intéressent, par exemple, la thermodynamique, l’électromagnétisme, etc...
- Les quasi cristaux qui sont formés dans certains alliages et nous obligent à reconsidérer nos conceptions usuelles relatives à l’ordre cristallin et sa définition.
- Les objets fractals, intimement liées à une « géométrie fractale » qui permet de rétablir de l’ordre, dans des formes apparemment désordonnées, mais qui, en fait, renvoient à des régularités sous-jacentes se situant à diverses échelles (4).
Cependant Paty va essayer de chercher la physique dans d’autres sciences où elle exerce de l’influence, où elle est utilisée d’une façon ou d’une autre. Il a déjà exprimé cette intention dès le début de son ouvrage. Il l’a fait également au début du chapitre 9 en notant, en particulier, que la physique entretient des rapports directs avec de nombreuses autres sciences qui sont distinctes d’elle par leurs objets et leurs méthodes (5).
De toutes façons, l’auteur consacre, effectivement, à cet aspect interdisciplinaire les chapitres 9, 10,11 et 12.

(2) Diverses sciences en relation avec la physique : science de la terre, astronomie, cosmologie, biologie :

a) Le chapitre 9 se chargera, essentiellement, d’une science apparemment, indépendante de la physique, la science de la terre. On y traite, par exemple, de l’histoire de la terre, de la géologie de la planétologie, etc...
b) Le chapitre 10 étudiera l’astronomie et l’astrophysique dont le rapport avec « la science fondamentale », la physique, est plus immédiat, plus évident. On y définit la nouvelle astronomie, celle du 20^e siècle, on y examine « les planètes extraordinaires », on y montre le rapport « crucial » de la nouvelle astronomie avec la relativité générale, etc...
c) Le chapitre 11 est réservée à la cosmologie contemporaine (On n’est pas loin du contenu précédent). On y parle de la gravitation dans ses rapports avec la cosmologie, de l’expansion de l’univers qui ne serait pas, dans ce cas, comme on peut le croire, statique, mais bien plutôt dynamique, de la théorie du big-bang (très discutée aujourd’hui), de la relation (relativement inédite), entre la cosmologie du XXe siècle avec la physique nucléaire et celle des particules, etc.
d) Le douzième chapitre, qui est d’allure épistémologique, la question traitée aidant, intéresse surtout la biologie et, en général, le problème des origines avec ses différentes acceptions : origine de l’homme, de la vie, de la terre... On y trouve la solution à plusieurs questions épineuses et importantes comme celles relatives à :
- L’origine de l’homme (en tant que corps et comme pensée)
- L’origine de la vie, en évoquant notamment la dimension
physico-chimique.
- L’origine de l’univers en tant que tel

(3) Conclusion : Une histoire des sciences du XXe siècle en général :

On peut déduire de ce qui précède, aisément, qu’en fait, il ne s’agit pas seulement d’une histoire de la physique du XXe siècle, mais plutôt d’une histoire de la science du XXe siècle en général. Cette transposition est, en réalité, tout à fait légitime comme il ressort bien de nos analyses antérieures : La raison est l’interdisciplinarité scientifique où la physique joue le rôle de pivot, pour ainsi dire.
Cette conclusion n’est pas, d’autre part, étonnante lorsqu’on sait que Paty s’est beaucoup concentré sur la science du siècle dont s’occupe son dernier livre. Celui-ci est, en effet, sur ce plan, une sorte de résumé de ses travaux précédents, où la relativité était l’objet d’un ouvrage important (dont l’auteur est particulièrement fier), où la physique quantique et les sciences qui lui sont liées occupent une préoccupation essentielle. D’un autre côté, la cosmologie (et nécessairement aussi l’astrophysique et l’astronomie) et la biologie ne sont pas étrangères à la pensée antérieure de Paty. Enfin, il arrive à notre auteur de s’intéresser à des phénomènes physiques généraux (6).

II - Le niveau horizontal : Une méthode mixte

(1) Recherche des racines : Exemples : La relativité, physique atomique et systèmes dynamiques

Ce qui frappe, dans cet ouvrage de Paty, est qu’on y recherche les racines les plus lointaines des résultats scientifiques exposés. Contentons-nous ici, faute de mieux, de donner quelques exemples :
a) La relativité : Pour trouver des raisons empiriques en faveur d’une validation possible du principe de relativité sur le plan optique et électromagnétique, on peut lire l’évocation d’une observation astronomique faite par F. Arago en 1810. Mais l’auteur nous entraîne plus loin encore, il nous fait parvenir jusqu’au 18^e siècle, plus exactement à une observation astronomique faite par James Bradely et concerne « l’aberration des étoiles » (7).
b) Physique atomique : Sur ce plan, la descente aux origines est double :
- On va vers les sources positives de la genèse rationnelle et empirique des atomes. On arrive jusqu’aux grecs et leurs conceptions de l’atome, on cite le 17^e siècle et l’on arrive à Rutherford sans oublier l’évocation des diverses expériences qui ont confirmé l’existence effective de l’atome et la constitution interne du noyau.
- On invoque également les obstacles qui auraient freiné le développement de cette science. On cite, à ce niveau, le positivisme et l’énergétisme :
« Sous l’influence des idées positivistes et des doctrines énergétiques, les physiciens ne s’étaient guère intéressés, vers la fin du 19^e siècle, à la structure atomique de la matière qui avait cependant fait son chemin à travers la chimie et la cristallographie » (8).
c) Les systèmes dynamiques : Pour expliquer les systèmes dynamiques de 1970, on retourne à des travaux de Poincaré faite en 1890, relatifs à sa théorie des équations différentielles (9).
Si, dans cette histoire des sciences que pratique Paty, le passé, même lointain, est pris trop au sérieux (ce qui est quasi habituel chez les historiens des sciences), le futur non plus n’est pas omis (Ce qui est moins familier chez les praticiens de cette discipline). Notre écrivain entend s’ouvrir sur l’avenir. Il l’a, d’ailleurs, noté dans le premier chapitre de ce livre. Il l’a dit aussi dans L’avant-propos où on peut lire : « Le quatorzième et dernier chapitre reprend quelques leçons du parcours effectué, et esquisse brièvement quelques interrogations sur ce que seront peut-être ou non, les sciences et la physique au XXIe siècle. »(10)
Paty se réfère donc au dernier chapitre de son ouvrage. Reportons-nous à ce texte pour y détecter, si cela est possible, – car il s’agit d’un texte essentiellement d’allure épistémologique, où la teneur scientifique n’est pas entièrement apparente – les grandes directions de la science physique relative au siècle qui commence.

(2) L’ouverture sur l’avenir : science, technique et connaissance humaine :

a) La science : L’auteur insiste, dans son texte, sur une orientation générale quasi évidente qui intéresse le progrès de la science, en disant, en substance, que les connaissances scientifiques déjà acquises au cours du XXe siècle seront complétées, mais précise que nous ignorons le contenu précis de ces compléments (Ce qui est moins évident). D’ailleurs cette difficulté de prévoir la substance scientifique future se précisera par la suite « ...les connaissances de demain se présentent pour une part comme la suite et le développement de celles d’hier...» (11)
b) La technique : Mais la science pour Michel Paty ne va pas sans technique – et l’on reviendra à ce rapport dans nos prochaines analyses. Il pense à ce propos, que les applications techniques de la physique théorique continueront à faire jour, qu’il y aura, probablement, la construction d’appareils fort perfectionnés pour explorer la matière subatomique et cosmique.
« Cette dimension (Il s’agit du rapport de la science avec la technique) concrète est apparue au fil des chapitres et elle continuera de caractériser la physique future. Elle a partie liée à ce caractère de la physique d’être orientée vers le monde de se rapporter à des phénomènes, et d’être, par là, une phénoménotechnique selon le mot de Gaston Bachelard » (12).
c) La connaissance humaine : Mais tout cela influera sur notre manière de connaître, sur notre façon de penser. Telle est toujours l’influence de la science sur l’esprit humain et son fonctionnement. Paty n’a pas manqué de voir cette vérité dans le chapitre qui nous occupe. Il dit, en effet, par exemple :
« La physique n’est pas terminée. Elle est en élaboration, en transformation, et contribue à former la pensée humaine dans sa saisie rationnelle du monde et de ses formes... La connaissance scientifique est, elle aussi, le fruit d’une genèse au long du temps, cette fois dans l’ordre des cultures » (13).

(3) Conclusion : Une histoire des sciences recherchant les racines scientifiques et ouverte sur l’avenir de la science :

On peut conclure, aisément, des analyses précédentes que l’histoire des sciences, comme elle se laisse voir dans La physique du XXe siècle, utilise une méthode mixte en ce sens que, d’une part, elle étudie les racines les plus éloignées des exposés scientifiques, et que, d’autre part, elle s’intéresse au futur de l’activité de la science en essayant d’en indiquer les grandes lignes.
Nous ne pensons pas du tout que ce dualisme méthodologique soit étranger à la pensée de Paty telle qu’elle se présente dans ses écrits antérieurs, mais elle est plus manifeste dans le présent ouvrage. En fait, notre auteur illustre a toujours cherché à préciser l’origine de la science et ses développements (14).

III - La perspective diagonale : Histoire des sciences et épistémologie

(1) La compréhension verticale : Mathématisation, réalisme et unité de la science :

a) La mathématisation : Appliquée à la physique quantique, cette opération sur laquelle on insiste toujours en parlant de l’épistémologie de la physique, éloigne pour Paty, davantage de l’intuition ordinaire grâce à son degré d’abstraction très poussée.
« Cependant, le nouveau formalisme mathématique auquel elle devait cette fécondité (Il s’agit de la physique quantique) se présentait d’une manière plus abstraite et éloignée d’un « sens physique » directement « intuitif » que les théories physiques antérieures (mécanique, électromagnétique, relativité, thermodynamique.) »(15)
-Soulignant l’importance des mathématiques dans la physique du 20^e siècle en général, l’auteur va jusqu’à dire que leur rôle est constitutif dans cette science. Il nous fait rappeler, ainsi, toutes proportions gardées, leur fonction chez Platon et Kant, comme nous l’avons déjà montré. (16)
« Telle est, sans doute, la raison profonde du rapport privilégiée (c’est, en vérité, un rapport de constitution) entre la pensée physique et la pensée mathématique... »(17)
-Elargissant davantage son champ d’investigation, notre auteur trouve que l’usage des mathématiques signifie, essentiellement, le rôle de la pensée rationnelle dans la connaissance scientifique. Cette idée est très claire au début du quatorzième chapitre.(18)
b) Le réalisme
-D’autre part, notre écrivain n’oublie pas de parler de l’autre aspect, souvent évoqué en traitant la philosophie de la physique ; il s’agit de son réalisme et du rôle de l’expérience dans son fonctionnement.
-Paty montre, d’abord, en pensant surtout à la physique des quanta, que ce réalisme est mis en cause. Il évoque, à ce propos, à sa façon, la grande querelle, bien connue, entre Einstein et l’école de Bohr.(19)
« Cette philosophie (il est question de celle de l’école de Bohr) de la connaissance, ayant sa référence première dans l’observation, déniait la notion de réalité physique indépendante. Par exemple, Heisenberg déclarait que la physique ne concerne pas des « objets réels » mais « le couple inséparable objet-sujet, et qu’elle ne concerne pas la nature, mais notre façon de la comprendre. »(20)
c)L’unité de la science :
-Enfin pour justifier l’approche interdisciplinaire qu’il a défendue, l’écrivain met l’accent sur l’unité de la matière (ou de la science, les deux termes sont équivalents), en disant par exemple : « L’unité de la matière, principe post-copernicien, qui est au soubassement de la science contemporaine, nous fait concevoir que les connaissances scientifiques s’enchaînent et dépendent les unes des autres. »(21)

(2) La compréhension horizontale : Entre l’objectivité et la subjectivité :

a) Objectivement, l’histoire des sciences comme l’entend Paty, dans cet ouvrage, a une double face :
- Elle est régie par la continuité (dont on ne peut pas douter, bien entendu). Cette idée ressort d’ailleurs des analyses précédentes.
"De ce présent où nous sommes, informés d’un passé encore tout chaud, palpitant, dont nous pouvons discerner les grandes lignes qui en structurent la signification, tournons-nous cette fois vers le futur... les lignes du passé, évoquées dans les chapitres qu’on vient de lire, s’y prolongent assurément " (22).
- Mais la rupture et la discontinuité sont présentes également (Ce qui est, en général, normal aussi).
« C’est, en effet une autre leçon à retenir de ce parcours, qui correspond à « l’avenir de la pensée dont nous parlions... que les connaissances ainsi acquises n’étaient pas données au départ et qu’elles ont été objet de découvertes et, pour tout dire, « d’invention », « d’invention créatrice. »(23)
b) Cependant subjectivement, c'est-à-dire au niveau du travail de l’historien voulant saisir le passé de la science et son avenir, les choses ne sont pas si simples que cela.
-En effet, pour Paty, en matière de connaissance en général, et surtout, lorsqu’il s’agit du savoir proprement scientifique, le passé ne nous est pas immédiatement accessible dans sa précision ; quant au futur, il ne nous est pas entièrement prévisible.
À propos du passé, on peut lire, par exemple : « La compréhension des raisons profondes des contenus de nos connaissances (entendez passées) nous vient, en définitive, à mesure que celles-ci progressent, autrement dit : le sens advient au passé du futur. »(24)
Concernant le futur, il est dit : « Nous savons aussi que ce que nous ne connaissons pas peut être tout autre que ce que nous imaginons aujourd’hui. »(25)
En définitive, pour Paty, le progrès scientifique justifierait la continuité et la discontinuité objectives, mais un historien des sciences placé à un moment donné de l’évolution de la science serait incapable de déterminer le passé immédiat et l’avenir avec exactitude.

(3) Conclusion : Une histoire épistémologique :

Par conséquent, l’histoire des sciences chez Paty, dans cet ouvrage, est tout à fait consciente de ce qu’elle cherche, c’est une histoire épistémologique.
Cette caractéristique de l’histoire des sciences, chez notre auteur, se retrouve dans son œuvre antérieure.
-D’abord, l’épistémologie en général a toujours été sa visée ultime. Cette recherche constitue, en effet, une dominante dans tout ce qu’il a présenté au public concernant l’histoire des sciences.(26)
-Ensuite, les idées constitutives de l’épistémologie contenue dans ce livre, sont éparpillées dans ce qu’il a écrit auparavant, avec les mêmes significations à peu près.(27)
-On comprend alors pourquoi Paty se dit surtout « philosophe des sciences ». La physique du 20^e siècle et toute son œuvre le confirment pleinement.

Conclusion générale : Michel Paty et les autres historiens des sciences

Ainsi donc l’histoire des sciences dans La Physique du 20^e siècle de Paty, qui, au fond, représente sa pensée dans ce domaine est :
a)Une histoire des sciences du 20^e siècle : de cette manière, elle se distingue de ces histoires « monodisciplinaires » qui s’occupent d’une seule science, à une époque donnée. Elle rejoint, par exemple, d’une certaine façon, celle que Taton a tendance à pratiquer. (28)
b)Une histoire portée vers la recherche des origines et s’ouvrant sur le futur : On retrouve, ici, la grande majorité des historiens des sciences qui, en général, examinent les racines des vérités scientifiques qu’ils étudient. En ce qui concerne l’ouverture sur l’avenir, c’est moins universel. Le modèle le plus proche, sur ce plan, est celui d’Einstein dont le concept d’histoire est, comme nous l’avons déjà montré, ouvert sur l’avenir. (29)
c)Une histoire des sciences épistémologique : A ce niveau Paty est différent de la plupart des historiens des sciences qui, dans le meilleur des cas, se contentent de relater les racines de la science dont ils s’occupent. D’autre part, il est autre que T.Khun dont la philosophie des sciences ne repose pas sur une histoire des sciences apparente et explicite. Par contre, notre auteur serait proche de BACHELARD dont l’épistémologie à partir de l’histoire des sciences est connue, et d’Einstein qui a toujours tiré une philosophie de sa lecture de l’histoire. De toute façon, notre auteur a toujours été passionné de l’un et de l’autre.(30)