Grand oral du bac : L'HISTOIRE DES SCIENCES
Publié le 05/02/2019
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quantité de valeurs bien déterminées), appelées quanta. En 1927, un autre fondateur de la physique quantique, le physicien allemand Werner Heisenberg (1901-1976), énonça le principe d’incertitude selon lequel on ne peut connaître précisément et simultanément la vitesse et la position d’une particule subatomique. La théorie de la relativité restreinte fut introduite par le physicien d’origine allemande Albert Einstein (1879-1955) en 1905. Selon le physicien, le temps
Albert Einstein a révolutionné la physique et ébranlé la connaissance scientifique en développant la théorie de la relativité générale et le principe d'équivalence entre la masse et l’énergie (E = mc2).
météorologie et la botanique. La chimie resta à part jusqu’au xvr siècle; la géologie intervint en tant que science au XVIIIe siècle. Les mathématiques devinrent une science à part entière au xix' siècle, les mathématiciens ayant remarqué qu’elles ont une structure propre, non liée aux lois de la nature, et qu’elles utilisent une logique spécifique.
On peut diviser globalement les sciences en deux grandes disciplines: les sciences naturelles, qui s’intéressent à tous les êtres vivants et de
Le mouvement ondulatoire de la lumière d'Albert Einstein. Une longueur d’onde (a) est définie par la distance entre deux maxima d’élongation. La fréquence est la reproduction de deux maxima d’intensité. Par analogie, l’impulsion imprimée par un mouvement de la main se propage le long de la corde (b). Sa vitesse de propagation est celle de l’onde qui transporte l’énergie.
est une dimension comme la largeur ou la longueur. La théorie de la relativité révolutionna notre perception de l’Univers, et notamment celle de l’espace et du temps.
En biologie, le xxe siècle fut jalonné d’importantes découvertes, parmi lesquelles on peut citer celle du vaccin poliomyélitique. En 1953, le biophysicien britannique Francis Crick (né en 1916) et le biologiste américain James Watson (né enl928) déterminèrent la structure en double hélice de l’ADN, ou acide désoxyribonucléique, constituant génétique fondamental des cellules humaines car c’est lui qui transmet les informations héréditaires d’une génération à l’autre. Au XXe siècle, on réalisa les premières transplantations d’organes. L’astronomie connut également d’importants progrès techniques.
Les branches de la science
À l’origine, les connaissances n’étaient pas systématisées. Elles étaient transmises par de simples récits d’observations ou d’expériences. Au temps de Pythagore, on connaissait quatre branches de la science: l’arithmétique, la musique, l’astronomie et la géométrie. Aujourd’hui la musique n’est pas considérée comme une science mais comme un art. Vers le iv* siècle avant J.-C. apparurent la mécanique, l’optique, la zoologie, la physique, la
façon générale aux corps présents dans la nature; et les sciences physiques, qui traitent de tous les autres phénomènes. Les sciences naturelles regroupent les trois règnes de la nature, à savoir la zoologie (étude des animaux), la botanique (l’étude des végétaux) et la géologie (science traitant des matériaux qui composent le globe terrestre). L’écologie, la paléontologie, la géographie physique et l’océanographie font également partie des sciences naturelles.
Une classification des sciences est donc nécessairement subjective, la plupart des domaines scientifiques étant interdépendants, ce qui a d’ailleurs permis des progrès notables, par exemple en génétique. Il existe des domaines scientifiques particuliers, apparus récemment, qui font appel à deux sciences fondamentales, comme la biochimie (l’étude des réactions chimiques au sein des organismes vivants) ou la biophysique (l’étude des phénomènes biologiques, en particulier les conversions d’énergie, par les lois de la physique). La biophysique est apparue après la Seconde Guerre mondiale. Les sciences fondamentales ont de nombreuses applications et ont donné lieu à de nombreux domaines de science appliquée, comme l’électronique, l’aéronautique, l’agronomie et la métallurgie.
«
L'histoire
des sciences
des angles.
D'ailleurs, certaines unités de longueur
modernes sont issues de la civilisation égyptienne,
et notre calendrier a été indirectement constitué à
partir d'observations astronomiques effectuées
pendant la période préhellénique (antérieure au
XII• siècle av.
J..C.).
L'essor de la science
en Grèce antique
Les philosophes grecs recherchaient les causes
premières des phénomènes observables dans la
nature.
Ainsi, Tha lès (v.
625-547 av.
J..C.) supposa
que la Terre était un disque plat qui flotte sur
l'eau.
Le mathématicien et philosophe Pythagore
(v.
570-490 av.
J.-C.), disciple de Tha lès, fonda
une école qui s'intéressait à la signification des
nombres.
Ses élèves considéraient que la Terre
était sphérique et avait une orbite circulaire.
Ils
distinguaient quatre branches de la science: la
musique, l'arithmétique, la géométrie et l'astrono
mie.
Ils étudièrent des figures géométriques telles
que le tétraèdre et le dodécaèdre, pour lesquels
ils élaborèrent des formules mathématiques per
mettant de les construire.
C'est le mathématicien et astronome grec
Eudoxe de Cnide qui, au IV" siècle av.
J..C., introdui
sit les bases scientifiques de l'astronomie tradition
nelle: il montra que l'on pouvait considérer le
mouvement des planètes, du Soleil et de la Lune
comme uniforme.
En mathématiques, il énonça
une méthode rigoureuse pour comparer les
figures curvilignes.
Le philosophe grec Platon (v.
428-347 av.
J..C.),
disciple de Socrate, utilisait la dialectique: il
recherchait la vérité par des questions, des
réponses et de nouvelles questions.
Selon Platon,
toute connaissance présente deux particularités:
elle doit être infaillible et doit concerner des faits
réels, plutôt que des faits apparents.
Platon énonça
la théorie des Formes, qui est au cœur de sa phi
losophie: la raison conduit aux connaissances
certaines et aux Formes, ou substances éternelles, ......
Le •disque
de Phaïstos»
(1800 av.
J.-C.)
est un document
très énigmatique
où sont gravés à l'aide
de 45 poinçons
différents, 210 signes
pictographiques.
Cet objet en terre
cuite appartient
à la civilisation
minoenne de la Crète
antique.
' Le Uvre de la
connaissance des
procédés mécaniques
d'AI-Djazari (ici,
système de pompage)
témoigne de la
brillante civilisation
seldjoukide, dynastie
turque qui régna du xf
au Xllf siècle et connut
une grande prospérité.
qui constituent le monde réel.
Ainsi, Platon insis
tait sur le raisonnement déductif.
L'école d'Aristote (384-322 av.
J.-C.), elle, mit
l'accent sur le raisonnement par induction et
insista sur la biologie, contrairement à l'école de
Platon, qui s'intéressait plus particulièrement aux
mathématiques.
Après la mort d'Alexandre le Grand (323 av.
J..C.),
la science suscita un engouement considérable
en Grèce, grâce aux préoccupations des philoso
phes grecs.
Ainsi, le philosophe Théophraste
(v.
372-287 av.
J..C.), élève de Platon puis d'Aristote,
posa les bases de la botanique dans Histoire des
plantes et Causes des plantes.
Le physiologiste
Hérophile (v.
335-280 av.
J..C.) fut le premier à pra
tiquer des dissections sur le corps humain, et est ainsi
considéré comme le fondateur de l'anato
mie scientifique.
Il examina notamment le cer
veau et comprit son rôle fondamental dans le sys
tème nerveux.
Le mathématicien grec Euclide, au ur siècle av.
J.-C., posa les bases de la géométrie classique
dans son ouvrage de référence Les éléments.
Il y
introduisit une démarche hypothético-déductive
utilisant des postulats et des axiomes.
Quelques
années plus tard, le mathématicien et ingénieur
Archimède (287-212 av.
J..C.) introduisit les fonde
ments de l'hydrostatique et de la mécanique, énon
çant notamment le théorème dit d'Archimède qui
explique pourquoi certains corps flottent sur
l'eau; le mathéma ticien, astronome et géographe
É ratosthène (v.
276-194 av.
J.-C.) effectua une
mesure précise de la circonférence de la Terre.
L'astronome Hipparque (v.
190-120 av.
J..C.) déve
loppa la trigonométrie, branche des mathématiques
qui utilise les calculs appliqués à la détermination
des éléments des triangles.
Ses travaux, extrême
ment rigoureux, sont décrits dans l'Amalgeste,
célèbre ouvrage scientifique de l'astronome Ptolé
mée (v.
90-170 apr.
J.-C.).
En outre, Hipparque
découvrit la précession des équinoxes et classa
environ mille étoiles.
À la suite de la destruction de Carthage et de
Corinthe par les Romains, vers ISO av.
J.-C., les
sciences furent quelque peu abandonnées.
Un
renouveau apparut néanmoins au u• siècle de
notre ère, sous le règne de l'empereur et philo
sophe romain Marc Aurèle.
Ptolémée décrivit
alors son système géocentrique, dans lequel la
Terre est située au centre de l'Univers, et le
célèbre médecin Galien (v.
131-201) réalisa
d'importantes recherches en anatomie.
Il dissé
qua par exemple des chèvres et des singes et
découvrit le rôle de la moelle épinière dans le
contrôle des muscles.
Il examina les fonctions du
rein et de la vessie.
Il découvrit que le cerveau
contrôle la voix et décrivit le cœur avec ses val
vules.
Les travaux de ces deux scientifiques
furent pendant longtemps des références en
astronomie et en médecine.
Au m• siècle apparut l'alchimie, art axé sur la
transformation des métaux communs en or et en.
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