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De la connaissance de l'eau

De
143 pages
La connaissance de l'eau a traversé différentes ères. Dans ce parcours hydrique, nous avons relevé différents obstacles à la connaissance scientifique. Nous nous sommes alors interrogés sur les significations possibles de ces errements de la pensée, sur les ruptures et les abandons de ces explications anciennes et sur les jaillissements des inventions. En convoquant l'histoire des sciences nous avons essayé de comprendre la construction des concepts sur l'eau.
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De la connaissance de l'eau
De l'intuition au raisonnement

site: www.librairieharmattan.com diffusion.harmattan@wanadoo. fr e.mail: harmattanl@wanadoo.fr @L'Harmattan,2005 ISBN: 2-74759496-3 EAN : 9782747594967

Jean Paul Doste

De la connaissance

de l'eau

De l'intuition au raisonnem.ent

Préface de Michel Develay

L'Harm.a ttan

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique; 75005 Paris FRANCE
L'Hannattan Hongrie Kënyvesbolt Kossuth L. u. 14-16 1053 Budapest Espace L'Harmattan Kinshasa L'Harmattan Italia L'Harmattan Burkina Faso

Fac..des Sc. Sociales, Pol. et Adm. ; BP243, KIN XI Université de Kinshasa - RDC

Via Degli Artisti, 15 10124 Torino IT ALlE

1200 logements villa 96 12B2260 Ouagadougou 12

Mouvement des savoirs Collection dirigée par Bernard Andrieu
L'enjeu de la collection est de décrire la mobilité des Savoirs entre des sciences exactes et des sciences humaines. Cette sorte de mobilogie épistémologique privilégie plus particulièrement les déplacements de disciplines originelles vers de nouvelles disciplines. L'effet de ce déplacement produit de nouvelles synthèses. Au déplacement des savoirs correspond une nouvelle description. Mais le thème de cette révolution épistémologique présente aussi l'avantage de décrire à la fois la continuité et la discontinuité des saVOIrs: un modèle scientifique n'est ni fixé à l'intérieur de la science qui l'a constitué, ni défmitivement fixé dans I'histoire des modèles, ni sans modifications par rapport aux effets des modèles par rapport aux autres disciplines (comme la réception critique, ou encore la concurrence des modèles). La révolution épistémologique a instauré une dynamique des savoirs. La collection accueille des travaux d'histoire des idées et des sciences présentant les modes de communication et de constitution des savoirs innovants.

Déjà parus

Dominique TillERI, Citoyen en classe Freinet. Journal d'une classe coopérative, 2005. Mohsen SAKHRI, Poincaré, un savant universel, 2005. Véronique BARTHELEMY, Histoire de la vie scolaire, 2005. Laurent MESLET, Le psychisme et la vie, la philosophie de la nature de Raymond Ruyer, 2005. Bernard ANDRIEU (Sous la direction de), Expérimenter pour apprendre, 2005. Olivier SIROST (Sous la dir.), Le corps extrême dans les sociétés occidentales, 2004. Paulette ROZENCW AJG, Pour une approche intégrative de l'intelligence, 2004. Fabien DWORCZAK, Neurosciences de l'éducation. Cerveau et apprentissages, 2004. Antoine ZAPATA, L'épistémologie des pratiques. Pour l'unité du savoir, 2004.

Préface à l'ouvrage de J-P. Doste

Gaston Bachelard est, avec Jean Piaget dans un premier temps, avec Lev Vygotsky, par la suite, un des auteurs phares auquel la didactique des sciences a emprunté pour appréhender les modes de construction des concepts dans les situations d'enseignement. La didactique professionnelle a perduré dans la même voie, faisant de la notion d'obstacle une idée centrale pour comprendre les logiques de la pensée conceptuelle. Alors, didacticiens et pédagogues de toute obédience ont vérifié que les modes d'intellection des apprenants d'aujourd'hui s'apparentent parfois étroitement aux modes d'explication dévolus par des savants, confrontés aux mêmes situations au cours de l'histoire de l'humanité. Ainsi a-t-on constaté que pour comprendre l'enfant ou l'adulte d'aujourd'hui il faut connaître les modes de pensée du savant d'hier. L'histoire des sciences vient nourrir la réflexion pédagogique au sens large. On sait le poids des filiations dans les processus identitaires. Mais dans le domaine cognitif: il est aussi possible de penser en termes de filiations cognitives: à plusieurs siècles d'intervalle parfois on retrouve des modes de pensée identiques. Aussi faut-il considérer que la connaissance d'aujourd'hui sera représentation demain. Le savoir, attesté comme connaissance indiscutable n'est jamais que provisoire. Ainsi en va-t-il de l'homme: pour découvrir les énigmes du monde, il en élabore, en permanence et sans s'en rendre compte, de nouveaux mystères, érigeant des explications constamment provisoires, véritables îlots de rationalité. Kant l'avait suggéré avec sa distinction entre le noumène et le phénomène: nous ne connaîtrons jamais le monde. Nous ne nous en construirons toujours que des représentations. Ce que nous nommons le réel n'est qu'une provisoire réalité. Le statut de la rationalité s'en trouve ébranlé, qui n'est au mieux que la photographie d'une époque, d'une civilisation donnée. Popper, dans le registre de la logique l'a illustré: nous ne pouvons jamais montrer que quelque chose est vrai; nous ne pouvons seulement montrer que quelque chose n'est pas faux. L'emprunt à l'histoire des sciences le corrobore: la vérité n'est que provisoire. Ainsi vivons-nous dans un monde d'explications temporaires. Notre

angoisse à ne pas comprendre le monde nous en fait construire de très passagères certitudes. Nous nous en satisfaisons jusqu'au moment où nous franchissons l'obstacle que nous avions fabriqué sans le savoir. On comprend dès lors le sous titre de l'ouvrage de Gaston Bachelard "La formation de la pensée scientifique" , soit « pour une psychanalyse de la connaissance », tant c'est sans doute dans les tréfonds de notre conscience, dans les arcanes de nos fantasmes, à la croisée de ce qui nous échappe et de ce que nous pensons maîtriser que nous bâtissons des explications du monde. Pour comprendre les modes de construction des concepts, le pédagogue devrait s'intéresser à I'histoire des sciences et être éclairé sur la diversité des explications qui ont conduit à construire au cours des temps, telle ou telle explication. La tâche est ardue qui ne nécessite pas seulement de connaître les explications qui se sont succédées, mais d'en appréhender les significations. Le pédagogue doit être hennéneute. Et mieux, ces explications étant fréquemment le reflet d'une société avec ses paradigmes et ses valeurs, l'anthropologue des civilisations est convoqué. L'ouvrage de Jean-Paul Doste constitue une brillante illustration de l'intérêt du pédagogue qu'il est, pour l'histoire des sciences qu'il investit à propos de l'eau. Avec la précision de l'archéologue, avec le scalpel du chirurgien, avec la connaissance du spécialiste des civilisations à la rencontre desquelles il va, il nous propose des explications qui plongent dans la cosmogonie aristotélicienne, dans l'alchimie et la cosmogonie hydrique, dans la théologie naturelle ou naturaliste, dans le domaine des mythes et des symboles. Belle illustration des qualités de l'auteur dont on sait par ailleurs son attachement pour la formation des enseignants dans les domaines pédagogique et didactique. Beau manifeste pour l'activité didactique et pédagogique qui se nowrissent, on le pressent, non seulement d'histoire voire de sociologie du cuniculum, mais aussi d'épistémologie, d'anthropologie, de philosophie et de psychologie. Le pédagogue et le didacticien : des passeurs de savoirs à la croisée des sciences humaines et sociales.

M.Develay 8

Introduction C'est vers le VIe et Ve siècle Av-JC... que dans la cosmogonie (la cosmogonie désigne une vision du monde et sa naissance) grecque apparaît l'idée des 4 éléments participant à la formation de l'Univers: l'air, lefeu, l'eau et la terre. «L'eau -élément» était comprise tout au début de son identification comme un principe originel, genninatif et comme une source de vie. Dans cette option, l'eau était conçue comme la matrice de tous les autres corps et matières. Cela supposait que cette « eau -élément» ne pouvait être décomposée en parties ayant des propriétés différentes. Indivisible et insécable semblait être « l'eau -élément ». Il faudra attendre le XVIIIe siècle après JC pour qu'enfin cette conception d' «eau élément », c'est-à-dire, d'une substance considérée comme indécomposable ou indivisible et non recomposable disparaisse, soit rejetée. L'eau sera alors pensée et expliquée scientifiquement, comme un corps composé susceptible d'être décomposé et recomposé. Au XVIIIe 0 siècle on définira l'élément ainsi: toute substance qui ne peut se transformer à la suite de réaction chimique que grâce à l'apport d'autre matière, donnant des produits de poids supérieur à celui de la substance de départ et qui ne peut se s.cinder en des substances ayant chacune un poids inférieur à celui de la substance de départ. Cette définition reprise de A-LLavoisier distingue synthèse et analyse et définit l'élément plus comme élément d'une synthèse que d'une analyse. C'est une définition synthétique de la substance. Cette définition rend compte aussi d'une activité scientifique conçue comme une preuve, la mesure. Elle lie idée et technique. Actuellement, on définit l'élément comme une entité chimique caractérisée par le nombre de protons que contient son noyau. Le nombre Z est le numéro atomique ou nombre de charge du noyau. Un élément peut se trouver sous fonne d'atomes ou d'ions. L'eau est un élément naturel et un corps composé: un objet et deux expressions pour le désigner! Plus haut nous avons proposé des ébauches de définitions d'élément. Notre questionnement se porte sur la notion de corps composé: l'eau, corps composé est-elle le résultat d'une transformation, d'une combinaison d'éléments? La nature est fonnée de substances qui possèdent des propriétés caractéristiques et des constantes. L'eau peut exister à l'état

solide (glace) liquide et gazeux (vapeur). Un corps peut être fonné par une seule substance et le plus fréquemment par plusieurs. On distingue les corps purs, simples et composés. Un corps pur a une composition chimique fixe, invariable, immuable et un ensemble de constantes physiques. Ainsi l'eau pure à l'état liquide peut être transformée en glace en la refroidissant ou en vapeur en la portant à ébullition, mais dans chacun de ses états, elle garde une composition chimique immuable (ensemble des éléments constituant une substance). Les corps simples, en nombre limité, étaient selon la conception originelle, des substances qui ne pouvaient être décomposées en parties ayant des propriétés différentes. C'était la définition initiale du concept d'élément caractérisée par l'indivisibilité, l'insécabilité. Les corps composés sont formés par l'union en des rapports détenninés de plusieurs éléments. Ainsi l'eau pure est-elle le type de corps pur composé. L'eau, substance chimique définie contient plusieurs constituants, 1 gramme d'hydrogène pour 8 grammes d'oxygène, qui s'unissent pour fonner un nouveau corps. Ce corps est identifié par un certain nombre de constantes physiques et sa composition est définie et invariable. Utilisant des éléments d'histoire des idées, nous nous interrogerons sur leurs cheminements, sur celles qui ont été convoquées au sujet de l' « eau-élément» et sur celles qui ont permis d'arriver à la conception moderne de l'eau, corps composé. Ce long parcours s'est effectué conjointement avec celui de la Science. L'émergence de théories, de connaissances scientifiques, de pratiques et de méthodes nouvelles a pu favoriser ou freiner les idées sur l'eau. Des obstacles (au sens de connaissances bloquant l'élaboration du savoir) ont du être franchis et des ruptures tant des idées que des méthodes ont nécessairement été opérées. Nous essaierons de situer ces obstacles, ces ruptures et d'exposer les théories convoquées, révoquées et élaborées. À travers cet itinéraire hydrique nous nous questionnerons sur les nécessaires caractéristiques de l'imagination scientifique qui font d'un scientifique panni d'autres, un découvreur et un inventeur! Par exemple, la composition chimique de l'eau est de l'ordre de la découverte à la fois technique et conceptuelle tandis que la combinaison chimique est de l'ordre de l'invention dans la mesure où s'instaure un nouveau cadre de pensée. 10

CHAPITRE 1

LES ORIGINES DES CONCEPTIONS

SUR L'EAU

11/ La 2enèse de l'eau élément ~ C'est Empédocle d'Agrigente (490-435 avo JC) qui réalise, dans un syncrétisme habile, la synthèse des systèmes cosmogoniques exposés par ses prédécesseurs, Thalès de Milet (l'eau est le principe de toute chose ), Héraclite ( le feu est l'élément primordial et qui se métamorphose en d'autres éléments) , Anaximène ( l'air source de vie ). Si un élément était présenté comme le précurseur des autres pour ces devanciers, pour Empédocle en revanche, ce sont les 4 éléments qui participent de manière égale. Il écrit:
" Allons, écoute-moi, puisque l'étude augmente la sagesse. Je te l'ai dit déjà, te révélant l'essentiel de mon discours. Il sera double: tantôt, en effet, l'un a grandi, s'élançant seul du multiple pour atteindre son être, Tantôt au contraire, par division, le multiple est né de l'un, cherchant son être, sous la forme du feu, de l'eau, de la terre et de l'éther dans sa bienfaisante altitude. La Haine, en outre, force extérieure, destructrice, maintient en équilibre chaque élément séparé, égale en poids à chacun d'eux, et l'Amour, force intérieure, égal en longueur et en largeur à leur être par lui réuni... » Et il poursuit: « ... Tous les éléments sont égaux et ont derrière eux la même durée; chacun d'eux remplit son rôle propre selon sa nature particulière. A tour de rôle, tandis que les cycles du temps continuent, ils commandent, En dehors d'eux rien ne

vient à la vie, et rien d'eux ne s y en va mourir, et s'ils avaient péri sans perpétuer leur devenir, ils n'existeraient plus aujourd'hui... » Et plus loin : «Les éléments sont éternellement, à eux-mêmes identiques; ils ne font qu'à échanger d'apparentes métamorphoses, bondissant les uns au travers des autres, éternellement semblables en leur être... * » *Héraclite, Pannénide, Empédocle. 1955. Trois contemporains. Traduction de Battistini (Y) Gallimard. 2 Edition. p 1-191 12

«Tantôt sous l'action de l'Amour, les éléments s'assemblent en une masse unique, le corps et les fleurs croissent alors, tantôt déchirés par lafuneste Discorde, les fragments disloqués errent aux rivages où la mort
déferle... »*

il tennine enfin : «Car les éléments sont éternellement, en leur être, identiques; bondissant les uns au travers des autres, ils revêtent de nouvelles apparences, et leur métamorphose naît de leur unité disloquée. Ils forment un tout lié en ses parties multiples: le feu brillant, la terre et le ciel et la mer, tout ce qui erre dans le monde mortel.»* Empédocle explique dans un long poème, sa cosmogonie avec les 4 éléments constitutifs de l'Univers. Il nous donne leurs caractéristiques essentielles: identiques « égaux », éternels « de même durée », semblables à eux-mêmes, tout en restant distincts bien que soumis à deux forces ou principes, l'amour unissant et la haine séparant. Ils sont les quatre racines de toutes les choses et symboliquement sont identifiés aux Dieux: Zeus, le lumineux (le feu), Héra vivifiante (l'air), et le Seigneur de l'ombre (la terre), avec Nestis (l'eau, qui, de ses, larmes gonfle lafontaine de la vie pour les hommes mortels*), Nestis déesse de l'eau fécondante. Les éléments sont supposés indivisibles et éternels: ils s'assemblent, se mélangent et apparaissent à la lumière dans la matière qu'ils constituent sous la forme d'un mortel; alors ils se dissocient et, s'ils se désassemblent, c'est le trépas ! Mais étant éternels, même après le trépas d'un mortel (être vivant d'origine animale ou végétale) ces éléments pour perpétuer le cycle de la vie ne meurent pas, passent ailleurs pour devenir un autre, une autre apparence. Forme cyclique et circulaire de la vie et de la mort où l'Univers est lui-même sphérique
*Idem p. 12

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Déjà apparaît cette idée que, ce qui est rond, sphérique est parfait et simple. Bachelard.G le précisera dans «le Nouvel esprit scientifique» au sujet des objets astronomiques qui, par déterminisme abusif et apparemment rigoureux, devaient être sphériques parce que ces fOImes sont géométriquement simples; et Platon sera un des précurseurs de cette tradition de la sphéricité pour laquelle la forme circulaire réalise la figure sans commencement ni fin et donc parfaite. Il Y a des transfonnations, changements de forme, d'un aspect à une autre apparence et désignées comme des métamorphoses soumises aux principes d'amour et de haine à partir des quatre éléments et ainsi, il y a quatre états différents de l'Univers sphérique. Quand les éléments sont mélangés par l'amour, «Enlaçant amour »*, l'Univers est une sphère compacte. La haine pénètre dans le monde et disloque les éléments qui se séparent et fonnent des corps particuliers, « des yeux sans fronts, des têtes sans cous» *. À la fin l'amour unit de nouveau les éléments « des myriades mortelles se formèrent »* éloignant la haine. De cycle en cycle, la vie et la mort se perpétuent, « les cycles du temps continuent... selon l'ordre du destin. »* Les éléments sont originaires, simples, non décomposables, immuables car toujours présents dans la matière identiques à eux-mêmes. Le cosmos est conçu en cercles concentriques: l'air, premier élément libéré par la haine est le plus extérieur, en dessous est le feu « le feu nourrit le feu »* qui permet la révolution des cieux et l'alternance dujoUf et de la nuit. Au centre est la tene immobile et sur son pourtour l'eau qui en ajailli, « la terre qui sécrète la men>*. Cette théorie cosmogonique, caractéristique de la pensée grecque est conçue à partir de la seule raison, de la seille pensée imaginante. La part accordée, par cette oeuvre, à l'imaginatio~ au transcendant, est manifeste. De nos jours, cette oeuvre pseudo
scientifique, est rendue attrayante grâce à sa force poétique.

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*Idem p. 12

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