Quelques réflexions sur ce que pourrait être l’histoire des sciences et des techniques dans les programmes et notamment dans ceux de sciences physiques

Il me paraît difficile
d’évoquer ce que je juge souhaitable en histoire des sciences et
des techniques sans traiter dans sa totalité - et pas seulement
du point de vue de l’histoire des sciences - de l’ensemble du
cursus, tout au moins du début de l’école élémentaire à la
Terminale incluse. Mon attitude serait du reste identique pour
l’essentIel si je m’interrogeais sur une autre discipline.
Réfléchir à une seule séquence, ou même à plusieurs, sans
référence préalable au tout et à sa finalité, risquerait de
mener à une conception atomisée, sinon incohérente. Pour
autant, je ne prétends pas disserter sur les objectifs
généraux de l’éducation. J’ai simplement besoin de quelques
repères pour Introduire des suggestIons relatives à l’histoire
des sciences et des techniques, et ce aussi rationnellement que
possible.

Quelques remarques
générales

Sans développer

1) J’admettrai qu’une
formation complète est assurée à l’individu du cours
préparatoire à la fin de la scolarité obligatoire (c’est
à dire à la Terminale dans le présent schéma).

2) L’un des objectifs
– et non le moindre de l’instruction publique (laïque) est de
former un citoyen cultivé. Sans m’attarder à des digressions
sur le concept de culture générale, la définition de Paul
Langevin me paraissant en l’occurrence tout à fait
satisfaisante. J’ajoute quand même que, au niveau de la
Terminale et au-delà d’un important " bagage
commun " à tous les indIvidus, cette culture comprend
des dominantes, variables d’une personne à l’autre.

3) J’admettrai aussi
que cette culture inclut des savoirs, des savoir-faire, une
démarche intellectuelle, ou une méthodologie, si l’on
préfère. J’y reviendrai à propos de la culture scientifique.

4) Cette formation
" générale " intègre des ouvertures vers
des formations professionnelles, non seulement dans un but
d’information, pour permettre ultérieurement un choix de
i’intéressé, mais aussi pour susciter son intérêt. Par
exemple, l’enseignement des sciences ne vise pas seulement
à former les futurs chercheurs, enseignants, ingénieurs...,
mais il doit aussi contribuer à orienter certains jeunes
vers ces professions.

A propos de la
culture scientifique et technique

Il paraît entendu
aujourd’hui que l’objectif premier de l’enseignement des sciences
à l’école élémentaire, au collège et au lycée, soit
l’acquisition d’une culture scientifique pour tous les élèves.
C’est du moins ce qu’affirment les Instructions officielles. Il
existe d’excellents textes sur ce sujet : le rapport
Bourdieu de 85 ; la déclaration de 92 du Conseil National
des Programmes, intitulée Principes directeurs de
l’enseignement de la physique et de la chimie au collège et au
lycée, etc.

Ceci étant, d’une
instruction à son applIcation dans le système éducatif, il se
creuse souvent un abîme. Je me suis déjà exprimé à ce propos
en ce qui relève de l’enseignement des sciences(1). Celui-ci -
principalement celui des sciences physiques, d’ailleurs - est le
plus souvent " utilitariste ", opératoire si
l’on préfère. L’élève, le scientifique du moins, saura
probablement calculer (ou plutôt résoudre quelques problèmes)
en sortant du lycée, connaîtra quelques
" lois "... S’il a étudié dans un
établissement bien équipé (en existe-t-il ?) et pourvu de
techniciens de laboratoire, il saura aussi manipuler. De ce fait,
il se débrouillera assez bien dans le cadre de l’enseignement
scientifique supérieur. Langevin dénonçait cette tendance au
début du XX^e siècle. La situation s’est -
hélas ! - fortement dégradée depuis. La rapidité de
l’évolution scientifique et technologique depuis deux cents ans,
l’accroissement vertigineux du volume des connaissances - entre
autres - compliquent des problèmes qui n’étaient déjà pas
simples jadis. De ce fait, l’enseignement des sciences physiques
devient de plus en plus axiomatique et dogmatique.

Il n’est pas exclu de
former ainsi des techniciens, des ingénieurs... efficaces (du
moins pour un certain laps de temps). C’est déjà plus
discutable s’il s’agit de chercheurs, davantage encore si ce sont
des enseignants. Concernant la majeure partie d’une classe
d’âge, tous ceux dont la profession n’aura ensuite aucun rapport
direct aux sciences, le procédé est tout à fait aberrant. Il
risque de provoquer, la plupart du temps, une brutale réaction
de rejet à l’égard de tout ce qui est scientifique et de ne
laisser dans l’esprit de l’individu aucune culture scientifique
résiduelle.

Or, parallèlement,
l’emprise des sciences et des technologies sur la vie sociale
atteint une dimension considérable, susceptible d’inquiéter
voire de paniquer tous ceux qui ne possèdent pas la culture
minimale nécessaire. Là réside une contradiction majeure dans
la conception même de l’éducation.

Ceci étant, je ne connais
aucune étude exhaustive sur ce que devrait comporter une culture
scientifique en cette ultime fin du XX^e siècle.
Additionner des savoirs disciplinaires est certes indispensable
mais ce n’est pas suffisant. Or quantité d’autres dimensions
seraient à prendre en considération. Entre autres : la
compréhension de l’environnement, technique comme naturel,
social comme culturel ; la capacité à décrypter les
informations à caractère scientifique et technique diffusées
par les médias ; l’aptitude à prendre du champ par rapport
à l’événement ; des techniques d’auto-information,
quelques éléments de politique scientifique et technique...

Elaborer un tel ensemble,
lequel devrait être évolutif par nature et comporter de
multiples niveaux possibles, relèverait d’un véritable
programme de recherche, dont la mise en place pourrait
parfaitement faire partie du travail de l’observatoire du
SN.E.S.(2) et de quelques autres instances, associatives comme
administratives.

Fonctions de
l’hIstoire des sciences et des techniques

Or donc supposons que les
programmes des cours de sciences soient bâtis, à quelques
ouvertures et impasses près, et interrogeons-nous sur
l’utilité et le rôle de l’histoire des sciences et des
techniques, à la fois dans ce cadre et en relation avec les
autres disciplines. Ceci, de trois points de vue :

• pour les sciences
  physiques elles-mêmes,

• pour l’acquisition
  d’une culture scientifique,

• pour la formation du
  futur citoyen, ce qui inclut - entre autres - sa culture
  générale, en posant bien plus de questions que je n’en
  suis susceptible de résoudre.

1° Interrogations

Il me faut bien soulever
des problèmes généraux même si leur tonalité peut paraître
excessivement philosophique. Que signifient : comprendre
la physique, comprendre la chimie ?

Soit - supposItion absurde,
certes - un Individu connaissant sur le bout des doigts la
totalité de la physique classique et moderne, jusqu’aux
développements récents, sachant parfaitement le contenu des classiques
Bruhat, des Cohen-Tannudji, des Feynmann, etc.,
capable de résoudre toutes les variantes des problèmes et
exercices susceptibles d’avoir été inventés depuis deux
siècles, et de mener à bien toutes les expérimentations
conçues dans le même temps... Serions-nous absolument certains
que cette encyclopédie vivante comprend la physique ? Le
délai proposé - deux siècles - est essentiellement dicté par
l’idée que l’apprentissage du savoir actuel implique la
possession d’une bonne part du fonds classique. Pour illustrer
cette proposition : est-il imaginable d’assimiler les
conceptions quantiques si l’on Ignore la loi de Coulomb (ce qui
n’oblige pas, bien sûr, à tout savoir sur son auteur) ?
Corollaire, prémisse du reste aux points suivants : a-t-on
compris une science dont on ne possède qu’une connaissance
axiomatique ?

Je me permets d’ajouter une
composante didactique : qu’est-ce qui facilite le mieux
l’apprentissage d’une notion, d’une loi, d’un thème... ? Un
énoncé " sec " (comme la question à un
référendum sur le quinquennat), ou le récit des difficultés
rencontrées par un savant (ou par la communauté scientifique)
pour la formuler, les erreurs accomplies le long de ce parcours,
etc. ? Exemple : la Relativité galiléenne.
Qu’est-ce qui aidera le mieux l’élève à bien la saisir :
une formation axiomatique de quelques lignes dans un manuel de
physique, fut-elle illustrée par deux ou trois exemples, ou la
lecture du livre de Françoise Balibar, Galilée, Newton, lus
par Einstein (1984, PUF, Paris) ?

2° Histoire des
sciences et culture scientifique

Thèses

• Une culture dans un
  domaine - quel qu’il soit - suppose un savoir dans ce
  domaine et donc, en l’occurrence, une formation
  disciplinaire solide.

• Elle suppose aussi la
  faculté de prendre du recul par rapport au bagage cité
  dans la thèse précédente, et donc :

- la
compréhension de l’évolution (passée, présente et -
si possible - future) de la discipline, et donc la
connaissance de son histoire,

- l’appréhension
des applications et des implications de ses réalisations
scientifiques et technologiques,

- une certaine
éthique scientifique.

• L’apprentissage de la
  rationalité, celui de l’esprit critique, le refus du
  dogmatisme, font partie de la culture scientifique.

• La forme actuelle des
  relations sciences-techniques tend (par un raisonnement
  récurrent, pour utiliser un terme à la mode, en
  l’occurrence pertinent) à faire croire qu’il en a
  toujours été ainsi. Seule l’histoire permet de
  restituer à la technique la primauté qui a longtemps
  été la sienne.

• L’histoire des
  sciences et des techniques est le lieu naturel (en
  utilisant le vocabulaire d’Aristote qui, en l’occurrence
  en vaut bien un autre) de l’interdisciplinarité que
  requièrent les T. P. E.

3° L’histoire, la
culture, les sciences et la formation du citoyen

Considérations diverses et
dans le désordre :

• " Il
  n’y a de culture que s’il y a mémoire active "(3).
  Autrement dit une culture suppose une composante
  hIstorique.

• Un savoir dogmatique
  est figé, par définition. La culture ici conçue est
  évolutive. C’est particulièrement vrai de ses
  dimensions scientifiques et technologiques, dont les
  transformations sont spectaculaires depuis deux siècles,
  mais cela vaut également pour les autres dimensions. On
  conçoit qu’un amateur de peinture puisse avoir une
  passion spécifique pour les artistes du Quatrocento
  italien. Il serait par contre difficile de juger qu’il
  possède une culture picturale s’il ne connaissait que
  cette période, ignorant l’évolution des différentes
  écoles de peinture, passant sous silence aussi bien les
  impressionnistes que les artistes actuels, ne sachant
  rien des techniques utilisées au fil des siècles, ni
  des relations des peintres à la société de leur temps
  ... Un individu se construit Sa culture tout au
  long de sa vie. Elle n’est jamais achevée. Dans un
  monde, dans une société..., qui changent constamment
  (et, de nos jours, particulièrement vite), l’une des
  qualités principales de la culture doit être sa
  faculté de transformation, d’adaptabilité à son
  environnement tant culturel que matériel (de manière,
  entre autres, à pouvoir éventuellement le contester).
  Acquérir un savoir clos et définitif est plus facile
  que de se bâtir une culture ouverte, apte à se modifier
  tout en restant fidèle à ses principes de base,
  intégrant dès sa conception un ferment de changement,
  voire d’auto-contestation, tel l’esprit de la Renaissance
  par rapport à la scolastique de la fin du Moyen âge.

La sensibilité
historique est une dimension capitale d’une telle culture
L’histoire des sociétés est un modèle
particulièrement frappant d’un processus de changement
dialectique, que Victor Hugo décrit ainsi en parIant de
la science :

face="Arial">" La science cherche le
mouvement perpétuel. Elle l’a trouvé ; c’est elle-
même.

La science est
continuellement mouvante dans son bienfait.

Tout remue en
elle, tout change, tout fait peau neuve. Tout nie tout,
tout détruit tout, tout crée tout, tout remplace tout.
Ce qu’on acceptait hier est remis à la meule
aujourd’hui. La colossale machine Science ne se repose
jamais ; elle n’est jamais satisfaite ; elle
est insatiable du mieux, que l’absolu ignore. "(4)

Bref, la science et son
histoire sont de très beaux exemples du changement
permanent.

• L’antiracisme fait
  partie de la formation du citoyen. Ce que nous avons
  montré, dans les Grands Rendez-Vous de la Science et
  de l’Histoire de mars 2000, c’est que différentes
  civilisations, différentes réglons du monde, se sont au
  fil de l’histoire " transmis le flambeau du
  progrès scientifique et technique ". Cela
  constitue à mon avis une excellente leçon
  d’antiracisme. à une époque où les symboles les plus
  significatifs de la modernité sont les sciences et les
  technologies, le fait de mettre en lumière que
  différentes civilisations ont, au cours du temps, été
  porteuses de leurs progrès, permet notamment de
  combattre l’idée fausse selon laquelle certaines d’entre
  elles seraient " supérieures " à
  d’autres.

• La possibilité de
  s’informer, de juger des problèmes en cours, fait partie
  des compétences nécessaires du citoyen. Les programmes
  électoraux, les projets politiques des partis (quand ils
  en ont !), sont sous-tendus, implicitement ou
  explicitement, par des choix en matière de science et de
  technologie : attitudes vis-à-vis des programmes de
  recherche, politique énergétique, politique de
  santé... De plus, Il suffît d’ouvrir un quotidien pour
  relever des sujets dont la compréhension demande un
  minimum de culture scientifique et technique : vache
  folle, questions médicales, problèmes pétroliers,
  dangers et avantages du nucléaire..., etc. Donc, pas de
  citoyenneté possible sans culture scientifique et
  technique !

• Depuis quelques
  années, le nombre de lycéens dans les filières
  scientifiques et celui des étudiants dans les formations
  de " sciences dures " (physique,
  chimie, mathématiques) diminuent de manière
  catastrophique. Cet infléchissement, qui sévit en
  France mais qui touche aussi d’autres pays, risque
  d’avoir à terme des conséquences économiques et
  sociales d’une extrême gravité. Les causes de cette
  désaffection récente ont été analysées :
  menaces, dans le courant des années 90, sur les
  perspectives d’emploi des diplômés scientifiques ;
  difficultés d’apprentIssage de ces disciplines, non
  compensées, semblait-il, par des promesses
  d’avenir ; dépréciation sociétale de la science
  elle-même, à partir de certaines de ses applications
  (militaires et industrielles), des dégradations de
  l’environnement, de problèmes touchant la politique de
  santé (Sida et transfusIon sanguine, vache folle...).
  Il serait, me semble-t-il, irresponsable de négliger ce
  phénomène, accentué par ailleurs par la mode de
  multiples obscurantismes (astrologie, médecines douces,
  parapsychologie ...), par l’impact des sectes et de
  certaines religions orientales (bouddhisme...). Il est
  possible également que des réactions à différentes
  mouvances scientistes - positivisme comme
  schématisations du marxisme - aient pu contribuer à
  accentuer le processus.

" Que
faire ? ", comme aurait pu le dire Lénine.
Une campagne d’information, d’abord, pas caricaturale si
possible, et nuancée ! Il ne s’agit pas d’enjoliver la
réalité, mais de la décrire correctement en situant les
responsabilités là où elles sont ! Le productivisme,
c’est une conséquence du capitalisme, non un effet de la
science ! Pour autant, la science de demain ne rasera
pas gratis ! Permettre aux jeunes d’acquérir une
capacité de jugement suffisante dans le domaine concerné,
et donc la culture scientifique nécessaire. Leur donner par
ailleurs la possibilité de dresser un bilan sérIeux de
plusieurs millénaires de progrès scientifique et technique,
en premier chef en leur en enseignant l’histoire.

• Les difficultés,
  réelles, des sciences physiques sont doublées
  (accentuées ?) par les défauts de leur
  enseignement. Je n’accuse ici personne, en tous cas
  certainement pas un corps de professeurs qui fait ce
  qu’il peut. Au cours de mon long parcours à l’intérieur
  des cursus, il m’est arrivé d’assister à des
  enseignements remarquables, empruntant tous une forme
  traditionnelle, il est vrai parfois merveilleusement
  dominée. à l’époque où j’étais élève dans
  l’enseignement secondaire, ces cours débutaient en
  seconde. Mes excellents souvenirs ne portent que sur
  l’enseignement supérieur, et encore ne concernent-ils
  qu’une minorité des cours suivis. Je suppose toutefois
  qu’il doit exister, même si je n’ai pas eu la chance de
  bénéficier de leur magistère, des professeurs de
  lycée capables, eux aussi, d’une pédagogie de cette
  qualité, accompagnant il est vrai une réelle domination
  des sujets traités. Mon jugement est cependant celui
  d’un individu qui était, quand même, un " bon
  élève " de sciences physiques. Que
  l’enseignement traditionnel de physique et de chimie,
  bâti comme il l’est depuis un peu plus d’un siècle en
  France (et tout au moins depuis la réforme de 1902),
  certes dogmatIque (parfois intelligemment, du reste),
  puisse - quand il est bien fait mais aussi, souvent,
  quand il est médiocrement dIspensé - conduire des
  jeunes gens à une maîtrise relativement correcte de ces
  sciences, l’histoire du système éducatif depuis
  deux siècles nous le montre abondamment. Comme, dans un
  autre domaine, tout instituteur de C.P. sait parfaitement
  qu’une fraction de ses élèves apprendra très bien à
  lire quelle que soit la méthode utilisée, syllabique,
  globale, semi-globale... ou autre. Mais là n’est pas
  notre problème, il réside dans les 97% d’une classe
  d’âge (si ce n’est davantage !) qui quittent le
  système éducatif à jamais allergiques aux sciences
  physiques(5). Il nous faut bien reconnaître à leur
  sujet que leur enseignement, tel qu’il fonctionne au
  moins depuis les débuts de la III^e
  République, est totalement en échec. Alors ? Oui,
  je sais, les nécessités et les vertus de l’effort,
  etc., etc., mais ces litanies, pas plus que d’autres, ne
  servent à rien. Peut-on suggérer qu’un enseignement
  moins abstrait, plus culturel en même temps que plus
  expérimental (ce qui exigerait certes des
  investissements), plus ouvert sur le monde et la
  société (sans pour autant se limiter aux questions
  d’actualité), serait probablement susceptible
  d’intéresser davantage les jeunes ? Il ne s’agit
  pas de nier la nécessité d’apprendre des contenus,
  quelquefois indigestes - on ne forme pas un grand
  pianiste sans qu’il sache, d’abord, le solfège - mais de
  réfléchir à une manière intelligente de motiver des
  élèves qui ne sont, au départ, ni plus rétifs aux
  sciences, ni plus attirés vers elles, que
  d’autres ! Combien de grands historiens français
  ont été amenés à l’étude de l’histoire par la
  lecture d’Alexandre Dumas ! Ils n’y seraient
  peut-être pas venus s’ils avalent commencé par
  l’analyse des diverses constitutions de la République
  française, de la Révolution à nos jours, ou par celle
  des statistiques du chômage durant la V^e
  République !

• Chacun connaît la
  difficulté de la prospective scientifique. Il ne serait
  cependant pas inutile que le citoyen soit capable de
  s’interroger sur ce qui, en matière de sciences et de
  technologies du futur, serait susceptible d’être
  possible, voire probable, sans pour autant tenter de lire
  dans le marc de café.

Que devrait-on faire
figurer dans les cursus ?

Deux anecdotes en
préambule :

- La première, déjà
racontée plusieurs foIs mais trop frappante pour être
négligée : il y a deux ans un collègue (professeur de
chimie) demande en début d’année à des étudiants de I’IUFM,
qui préparent le CAPES de sciences physiques (ils sont donc tous
titulaires d’une licence) de lui citer un prix Nobel scientifique
français récent. Après un bref silence, réponse d’une
étudiante " Lavoisier, monsieur ".

- La seconde, plus
récente, amusante mais moins significative : question d’un
professeurdans une classe de collège (5^e),
" l’électricitéest-elle utilisée depuis très
longtemps ? Réponse d’un élève : " Oh oui,
madame, ma grand-mère l’avait déjà " !

Ces deux petites histoires
ne démontrent certes rien du tout. Elles illustrent toutefois
une réalité, présente depuis quelques années chez les jeunes
français : ils ne savent plus rien dater dans l’histoire.
Avant leur propre naissance, exit de toute notIon de temps. à
quand Vercingétorix prononçant l’Appel du 18 juin, Napoléon
déposant ses armes aux pieds de César et Le Corbusier
construisant le pyramide de Khéops (ce qui ne serait déjà pas
si mal, c’est quand même un architecte !) ?

Je me mêle sans doute ici
de ce qui ne me regarde pas (ah, les sacro-saIntes compétences
des disciplines I), mais il me paraît vaIn d’essayer de
communiquer quelques connaissances en histoire des sciences à
des élèves n’ayant pas un minimum de culture historique,
incapables notamment de situer le moindre événement dans
l’évolution des sociétés. Sans tomber dans la caricature
ancienne des longues listes de dates apprises par coeur, la
possession de quelques repères me paraît tout de même
indispensable. Et même, quand cela serait..., mieux vaut
connaître 1543 que 1515, la présentation de la pile de Volta
que la bataille d’Austerlitz... ! Ceci étant, je vois mal
comment il serait envisageable d’estimer l’importance de ces
événements sans être capable d’appréhender l’évolution
historique dans laquelle ils se situent.

Quelques propositions
ensuite, lesquelles ne sont pas exhaustives. Elles représentent
seulement ce que je ne pense pas possible d’ignorer. Comme je
l’écrivais au début de ce texte, je me réfère, ici aussi, à
la totalité du cursus et sans tenter de préciser à quel niveau
telle ou telle notion doit être apportée. Certaines d’entre
elles doivent, à mon avis, être communes : tous les
élèves (à un moment ou à un autre), les concepteurs ayant à
déterminer, pour chacune, quelle est (ou quelles sont) la (ou
les) discipline(s) concernée(s). La deuxième catégorie est
relative aux seules sciences physiques.

1° Tous publics

Quelques thèmes, à mon
avis plus impératifs que d’autres :

• la relation
  sciences/techniques/sociétés dans l’histoire, ce qui
  peut, entre autres, permettre de préciser quelque peu la
  chronologie,

• les représentatIons
  de l’univers, du Néolithique au XIX^e siècle,
  insister particulièrement, à partir d’un certain stade
  (4^e ou 3^e), sur les significations
  de la Révolution copernicienne,

• histoire de
  l’exploration du Globe, les voyages, histoire de la
  cartographie,

• connaissance de
  l’histoire de la planète Terre,

• connaissance de
  l’histoire de la " matière
  vivante ", quelques notions simples
  relativement tôt, jusqu’à la théorie de l’évolution
  à la fin des études.

Egalement :

• histoire des
  matériaux,

• les espèces vivantes
  et leur classification dans l’histoire,

• histoire de la
  numération,

• les religions et les
  sciences,

• énergie/société
  dans l’histoire.

2° Sciences Physiques

• Histoire de la
  mécanique, notamment principe de relativité galiléen,
  principe d’inertie, en relation avec la représentation
  de l’univers,

• la structure
  " granulaire " de la matière, de
  l’atome de Démocrite à celui des physiciens et des
  chimistes du XX^e siècle,

• histoire de l’optique,
  les instruments, les représentations de la lumière, la
  vision,

• histoire de la
  nomenclature chimique,

• les colorants, de la
  préhistoire à nos jours.

Peut-être serait-il de
plus utile, et cela à tous niveaux, de rappeler régulièrement
l’origine et l’histoire de tous les éléments de l’environnement
(au sens large) d’un individu moyen de cette fin du XX^e
siècle. Cela va du levier, du laser, de la télévision, de
l’aspirine et de la pénicilline au vote (des hommes puis des
femmes), à la pilule contraceptive, à l’âge de l’Univers ou
aux utilisations du pétrole.

(1) J. Rosmorduc,
" Les savoirs scientifiques et leur histoire dans les
cursus français ", in A.D. Robert, Les
contenus d’enseignement en questions, 2000, CRDP de
Bretagne, Rennes, p.39-43.

(2) Ce texte a été écrit
pour l’Observatoire des programmes et des pratiques,
créé par le SNES. On peut consulter le site de
l’observatoire sur le serveur du Snes.

(3) J.-M. Lévy-Leblond, La
pierre de touche, 1996, Gallimard, Paris, p. 156

(4) V. Hugo, l’Art
et la science, rééd. 1985, Actes Sud, Paris, p. 19

(5) voir Michel Hulin, Le
mirage et la nécessité. Pour une redéfinition de la formation
scientifique de base, 1982, Presse de l’E.N.S. et Palais
de la découverte, Paris.