De l’Antiquité à la Renaissance

L’on considère que l’histoire des science débute au 5e siècle, les sciences modernes et contemporaines trouvant leurs fondements dans la Grèce antique.

Grèce Antique

Les penseurs du monde grec, au 6e et 5e siècles avant J.-C., poseront les bases des sciences qui s’épanouiront plus tard dans les mondes arabe et occidental, en établissant des démonstrations générales des phénomènes partant de principes de base (postulats). Avec les physiocrates, et notamment Thalès et Pythagore, la place des récits mythologiques et les cosmogonies est questionnée. Ainsi s’initie la séparation de la science et de la religion, puis de la philosophie. L’on cherche désormais à rechercher les causes des phénomènes observés en liant ces derniers à des raisonnements théoriques. Platon louera en ce sens les mathématiques, qui permettent de raisonner sur des abstractions et à mettre en retrait les sensations.

Ainsi, au 6e siècle avant J.-C., les penseurs proposent des explications naturelles à des phénomènes que l’on concevait comme surnaturels. Un siècle plus tard, Athènes s’impose comme un grand centre culturel, où se mêlent astronomes, médecins anatomistes, ingénieurs (ex : traités sur les horloges à eau). L’on y trouve les grandes écoles philosophiques liées à Platon ou encore aux épicuriens et stoïciens. C’est également là que se fonde la bibliothèque d’Alexandrie, qui permet d’accumuler les savoirs.

Puis, le cœur du monde savant va se déplacer : du monde gréco-romain, il s’oriente peu à peu vers le monde arabo-musulman.

Monde arabo-persan

Centre des activités intellectuelles, le monde arabe s’épanouit avec le rayonnement de Bagdad, Cordoue ou encore Damas. Les grands savants de langue arabe dominent alors la pensée entre les 8e et 14e siècles, apportant d’importantes avancées, notamment en mathématiques et en chimie. Parmi ces savants d’origine sociale relativement élevée, Avicenne ou encore Averroès traduisent, commentent et enrichissent les œuvres des penseurs grecs (Ptolémée, Galien, Aristote, etc.).

Cependant, la science dépend des califes et des vizirs, qui orientent la science en fonction de son utilité (ex: emplois à la cour). L’on privilégie donc l’astrologie, la médecine et l’astronomie, qui permet par exemple de connaitre l’heure d’apparition du premier croissant de Lune, une connaissance nécessaire aux rites religieux. Ce fonctionnement conduira notamment à la construction de centres scientifiques : l’empereur mongol Hulagu, au 13e siècle, avait par exemple confié à un astronome (Al-Tusi) la construction d’un observatoire astronomique qui deviendra un grand centre de recherche.

L’effeverscence intellectuelle arabe déclinera à partir de la fin du 13e siècle.

Monde chrétien

Au 13e siècle, l’essor des villes ouvre la voie à de nouvelles réflexions sur les sciences. Dans cette partie du monde également, l’on redécouvre, grâce à un vaste mouvement de traduction ainsi qu’à la circulation des manuscrits grecs vers l’Europe et l’imprimerie les textes anciens. Outre les œuvres des grecs, l’on se nourrit aussi des apports du monde arabo-musulman. A cela s’ajoute l’usage de nouveaux outils d’observation (invention du télescope), mais aussi la découverte d’espèces animales et végétales dans des continents jusqu’alors inconnus que l’on entame d’explorer.

Ces nouveaux savoirs seront transmis au sein des universités, qui se multiplient entre les 14e et 16e siècles en Europe, devenu le cœur des activités savantes.

L’on y questionne les sciences anciennes, interrogeant notamment les thèses d’Aristote (ex: le vide existe-il ? le monde est-il infini?). Mais au Moyen-Age, la science progressera peu. La période est en effet marquée par d’importants progrès techniques (invention du fer à cheval, développement des moulins, hauts fourneaux, création des horloges mécaniques, de la bielle, etc.), qui font de l’ingénieur et de l’entrepreneur les figures d’une forme de laïcisation de la science.

Grandes évolutions

Mathématiques

La géométrie et le calcul de surfaces naissent avec les Égyptiens, ce qui leur permet de restituer des parts égales aux agriculteurs après les crues du Nil. De leur côté, les Babyloniens, tout comme les Mayas, s’adonnent à des calculs de trajectoire de corps célestes; de plus, ils réalisent eux aussi des calculs de surfaces et résolvent des équations à une ou deux inconnues.

Si ces capacités sont anciennes, l’on considère cependant que les mathématiques remontent aux Grecs, ceux-ci s’évertuant à démontrer leurs résultats.

Thalès de Millet (624-548) est considéré comme le premier mathématicien.

Alors apparaît peu à peu la notion de nombre, qui se forme au fil des millénaires : on invente d’abord les entiers naturels, puis les entiers relatifs, les nombres rationnels, les nombres réels, les nombres imaginaires (qui deviendront les nombres «complexes»). L’introduction des chiffres arabes (d’origine indienne, mais transmis par les arabes) en Europe au 13e siècle permettra d’utiliser le 0 et donc d’avoir un symbole signifiant l’absence, ce qui facilite les opérations plus difficile avec des chiffres romains (addition, soustraction, etc.). Cela favorisera ainsi l’essor du commerce.

Par ailleurs, de nombreuses recherches sont effectuées en géométrie. Elles conduisent aux Éléments d’Euclide vers 300 av. J.-C. (traité mathématique et géométrique compilant toutes les connaissances de son temps en la matière), aux Coniques d’Appolonius (qui apporte les notions d’ellipse, de parabole et d’hyperbole) puis aux écrits d’Archimède un siècle plus tard. Ce dernier analyse les courbes, la sphère, le cylindre et les spirales ; il lie par ailleurs la géométrie à l’optique et à la mécanique (démonstration des règles d’équilibre, des balances et des fluides) et établit le moyen de calculer le nombre pi. Il obtiendra des résultats sur la valeur d’aires et de volumes de différentes figures géométrique et de certaines courbes (coniques). Cela servira à l’astronomie de Newton et l’ensemble des contributions de l’époque détermineront le cadre des recherches mathématiques effectuées dans les siècles suivants.

Astronomie

L’astronomie a longtemps été liée à religion, les Babyloniens pensant par exemple que les astres influent sur la destinée. Aussi les premières civilisations connues (Babylone, Mésopotamie, Égypte, Chine) ont-elles réalisé de nombreuses observations astronomiques. Ce faisant elles ont opéré une distinction entre les étoiles (qui sont fixes) et les planètes ou encore les comètes, mais aussi tenté de prédire les éclipses. Mais on imagine longtemps que la Terre est un disque entouré d’un fleuve circulaire (la mer) et surplombée d’un demi-disque (le ciel, où vivent les dieux). Ce n’est au 6e siècle av. J.-C. que les Grecs vont avancer que la Terre est une sphère placée au centre du monde. Si dès cette période d’aucuns avancent que c’est la Terre qui tourne autour du Soleil et que la Lune est un caillou, ces idées seront oubliées et Ptolémée ne remettra pas en cause l’idée aristotélicienne de la centralité de la Terre: il propose un système géocentrique postulant que planètes et étoiles se trouvent sur différentes sphères gravitant autour de la Terre. De son côté, Platon apportera, dans Le Timée, un premier modèle de sphères concentriques déterminant l’ordre des planètes vues de la Terre : Lune, Mercure, Vénus, Soleil, Mars, Jupiter et Saturne.

Mathématique et astronomie

Un lien étroit existe entre mathématique et astronomie. Outre la trigonométrie sphérique, qui permet de mesurer des arcs de cercle (Ptolémée, Almageste), l’usage de la géométrie en astronomie permet par exemple à Ératosthène de calculer la circonférence de la Terre à partir de la mesure de l’ombre portée d’un gnomon placé en deux lieux (Alexandrie et Cyrène) à la même heure.

Dans le monde arabe, de nombreuses critiques et propositions de modèles alternatifs seront adressées à l’endroit de l’œuvre de Ptolémée aux 13e et 14e siècle (notamment par Ibn al-Shatir, et Nasir Al-Din Al-Tusi). Ces commentaires seront utilisés par Copernic, qui fera de la Terre une planète comme les autres. La fin du modèle de pensée géocentrique placera en effet le Soleil au centre du monde.

A l’époque, n’ayant observé aucun changement dans le mouvement des planètes et des étoiles, Aristote pense que le ciel est permanent, immuable.

Médecine

Les premières traces de médecine sont anciennes : des traces de consolidation de fractures ont été retrouvées sur des Néandertaliens. De même, l’Égypte ancienne avait développé une grande pharmacopée et des inscriptions sur des carapaces de tortue datant du 11e au 8e siècle avant J.-C. évoquant les conceptions des maladies et de leurs traitements ont été retrouvées en Chine.

La médecine chinoise s’est fondée sur l’équilibre ying yang, l’acupuncture, mais aussi initialement sur la notion de maladie démoniaque, les maladies résultant de châtiments divins.

En Europe également, cette conception a longtemps prévalu, bien que battue en brèche par le refus de toute explication surnaturelle des maladies par Hippocrate. Aussi fait-on remonter la médecine à la Grèce antique.

Fondant sa propre école, le Lycée, Aristote s’est entouré de disciples qui menaient des études empiriques, fondées sur l’observation, notamment en biologie (dissections, vivisections, informations obtenues auprès de pêcheurs et d’éleveurs, etc.). Cela le conduira à l’élaboration de traités sur les animaux, proposant une classification de ces derniers. Par ailleurs, Aristote considère que tous les êtres vivants sont dotés d’une âme, dont il existe trois sortes : l’âme nutritive, que l’on trouve chez tous, l’âme sensitive, seulement présente chez les animaux, et l’âme rationnelle, propre aux humains.

Très tôt, les penseurs de l’époque s’attachent donc à comprendre ce qui cause les maladies, étudiant pour cela les modifications des proportions de quatre éléments qui composent toute chose : l’air, l’eau, la terre et le feu. Tout changement peut en effet s’expliquer par les modifications du rapport entre qualités, principes, éléments et humeurs. L’on conjugue ainsi la théorie des quatre éléments à celle des quatre qualités fondamentales que sont le chaud, le froid, le sec et l’humide ; la tradition alchimique y ajoute trois « principes » (le soufre, le mercure et le sel).

De cette base explicative, qui perdurera jusqu’aux 17e-18e siècles pour expliquer tout changement, naît une grande théorie médicale fondé sur la nécessité de maintenir un équilibre entre quatre humeurs : le sang, la bile jaune, la bile noire et le phlegme.

La théorie des humeurs est promue par Galien et Hippocrate, qui souhaitent structurer la médecine. Aussi les informations les plus riches en la matière proviennent-elles du corpus hippocratique, ensemble d’une cinquantaine de traités médicaux. De même, Galien fera progresser les connaissances anatomiques par ses expérimentations (ex: saignées).

La théorie des humeurs est née d’une tradition pagano-romaine qui faire reposer les états émotionnels des individus sur le monde matériel (feu, terre, eau, air). En effet, en cas de déséquilibre, l’on pense qu’il faut expulser certains liquides pour soigner l’individu, c’est-à-dire le sang, le phlegme, la bile jaune et la bile noire. Les quatre qualités sont associées aux planètes (ex: Mars est chaud et sec), qui ont en ce sens une influence sur les actions humaines. Dans ce droit fil, les humeurs définissent les tempéraments fondamentaux : atrabilaire, flegmatique, bilieux et sanguin.

Dans le monde arabe, de grands progrès sont faits en médecine, de nouveaux traitements étant mis au point pour soigner des affections spécifiques, et notamment la cataracte (au 10e siècle, un ophtalmologiste invente une seringue creuse permettant via une méthode de succion d’extraire par aspiration les cataractes).

Malgré les avancées, le Moyen Âge apporte peu de progrès en médecine, les dissections étant proscrites pour des raisons religieuses (christianisme, bouddhisme ou islam le refusent).