La révolution scientifique (1500-1700), qui se produisit d'abord en Europe avant de se répandre dans le monde entier, fut le témoin d'une nouvelle approche de l'acquisition des connaissances - la méthode scientifique - qui utilisait de nouvelles technologies comme le télescope pour observer, mesurer et tester ce qui n'avait jamais été vu auparavant. Grâce au développement d'institutions spécialisées, les scientifiques multiplièrent les expériences et partagèrent leurs connaissances, les rendant toujours plus précises. À la fin de cette "révolution", la science avait remplacé la philosophie comme méthode dominante d'acquisition de nouvelles connaissances et d'amélioration de la condition humaine.
Définir une "révolution"
La datation du début et de la fin de la révolution scientifique est problématique. Les historiens ne s'accordent pas tous sur des dates précises, car la "révolution" ne fut pas un événement unique et spectaculaire, mais plutôt une série longue et progressive de découvertes et de changements d'attitude à l'égard de la connaissance. La période des XVIe et XVIIe siècles dans son ensemble couvre généralement la plupart des événements et découvertes pertinents. Se pose également le problème de l'appellation de ces événements. Il ne s'agit pas d'une "révolution" au sens habituel du terme, c'est-à-dire d'un mouvement impliquant toutes les classes, en tous lieux, sur une courte période, avec un objectif défini et finalement atteint. Il s'agit plutôt d'un changement progressif, mais marqué, dans la manière dont les penseurs abordaient l'acquisition de la connaissance du monde qui nous entoure, entre 1500 et 1700 environ. Les historiens modernes hésitent souvent à utiliser un terme aussi dramatique que celui de "révolution" pour décrire un changement profond dans le comportement humain, car ce terme général est porteur d'un bagage de significations inutiles et masque un certain nombre d'anomalies, notamment le fait que la "révolution" n'a jamais été complète ni achevée. Cependant, même une brève évaluation de la manière dont les connaissances étaient acquises avant la révolution scientifique et de la manière dont elles le sont depuis lors montre clairement qu'il s'est produit quelque chose d'important.
Au cours des deux siècles que dura la révolution scientifique, les philosophes naturalistes, qui s'en tenaient encore à la sagesse ancestrale, furent lentement remplacés par des scientifiques pratiques qui utilisaient des instruments scientifiques tels que le télescope et le baromètre pour tester leurs hypothèses, puis pour partager et examiner leurs résultats. C'est ainsi que des lois universelles purent être élaborées et furent ensuite testées et utilisées pour prédire les résultats d'autres expériences. Les mathématiques, en particulier, finirent par dominer la pensée, tandis que les méthodes plus traditionnelles de recherche du savoir, telles que la magie, l'alchimie et l'astrologie, étaient mises de côté au profit d'une expérimentation plus objective, empirique et fondée sur des preuves. En outre, le grand trio de penseurs de l'Antiquité qui avait tenu le haut du pavé jusqu'au Moyen Âge - Aristote (384-322 av. J.-C.), Claude Ptolémée (c. 100 à c. 170 de notre ère) et Galien (129-216 de notre ère) - fut balayé par les premiers esprits modernes qui se tournèrent enfin vers l'avenir et non plus vers le passé.
Des instruments tels que l'horloge à pendule et le thermomètre permirent de mesurer avec précision le monde qui nous entoure, tandis que les instruments optiques révélèrent des choses auparavant inimaginables, telles que la nature réelle de la surface de la Lune et l'anatomie complexe de minuscules insectes. Dans tous les cas, il s'agit bien d'une "révolution" qui permit de mettre de côté les anciennes théories, dont beaucoup étaient considérées comme vraies depuis l'Antiquité, et de les remplacer par de toutes nouvelles théories fondées sur de nouvelles découvertes, de nouvelles méthodologies et des domaines d'étude entièrement nouveaux.
La méthode scientifique
L'une des caractéristiques de l'évolution de la pensée au cours de la révolution scientifique fut le réexamen de la manière dont les nouvelles connaissances devaient être acquises et testées. Des expériences pratiques avaient été menées depuis l'Antiquité, mais au cours du Moyen Âge, une certaine approche théorique de la connaissance, inaugurée par des penseurs tels qu'Aristote, avait fini par dominer. Les arguments verbaux étaient devenus plus importants que ce que l'on pouvait effectivement voir dans le monde. En outre, les philosophes naturalistes s'étaient préoccupés de savoir pourquoi les choses se produisaient au lieu de vérifier d'abord ce qui se passait réellement dans la nature et comment cela se passait. L'homme d'État et philosophe anglais Francis Bacon (1561-1626) fut l'un des premiers à remettre en question cette approche.
Bacon réclama une approche plus systématique et plus pratique, dans laquelle les conséquences empiriques (observables) des expériences étaient rassemblées, évaluées à l'aide de la raison, puis partagées ouvertement pour être examinées par d'autres penseurs. L'objectif ultime de cette activité devrait être de tester la validité des connaissances existantes et de forger une nouvelle compréhension du monde qui nous entoure afin d'améliorer concrètement la condition humaine. Pour ces raisons, Bacon est considéré comme l'un des fondateurs de la recherche scientifique moderne et de la méthode scientifique, voire comme le "père de la science moderne". L'approche de Bacon est devenue une réalité, mais avec des ajouts importants tels que l'utilisation d'une hypothèse dans le cadre du processus expérimental, l'application des mathématiques pour créer des lois universelles et l'ajout de nouvelles technologies qui ont grandement amélioré les sens.
La méthode scientifique en est venue à impliquer les éléments clés suivants:
- réaliser des expériences pratiques
- mener des expériences sans préjuger de ce qu'elles devraient prouver
- utiliser le raisonnement déductif (créer une généralisation à partir d'exemples spécifiques) pour former une hypothèse (théorie non vérifiée), qui est ensuite testée par une expérience, après quoi l'hypothèse peut être acceptée, modifiée ou rejetée sur la base de preuves empiriques (observables)
- réaliser plusieurs expériences, dans des lieux différents et par des personnes différentes, afin de confirmer la fiabilité des résultats
- examiner de manière ouverte et critique des résultats d'une expérience par des pairs
- formuler des lois universelles (raisonnement inductif ou logique) à l'aide, par exemple, des mathématiques
- souhaiter tirer des avantages pratiques des expériences scientifiques et croire en l'idée de progrès scientifique.
(Note : les critères ci-dessus sont exprimés en termes linguistiques modernes, et pas nécessairement en termes que les scientifiques du XVIIe siècle auraient utilisés, puisque la révolution scientifique entraîna également une révolution dans le langage utilisé pour la décrire).
Inventions importantes
La révolution scientifique donna lieu à un grand nombre d'inventions, c'est-à-dire d'innovations technologiques qui permirent aux nouveaux scientifiques de découvrir non seulement de nouvelles choses sur le monde, mais aussi des moyens de mesurer, de tester et d'évaluer ces nouveaux phénomènes. Les inventions les plus importantes de la révolution scientifique sont les suivantes:
- le télescope (vers 1608)
- le microscope (vers 1610)
- le baromètre (1643)
- le thermomètre (vers 1650)
- l'horloge à pendule (1657)
- la pompe à air (1659)
- la montre à balancier (1675)
Découvertes importantes
Grâce aux inventions susmentionnées et à d'autres, les scientifiques de nombreux pays firent de nombreuses découvertes, et des domaines d'étude entièrement nouveaux devinrent possibles, tels que la météorologie, l'anatomie microscopique, l'embryologie et l'optique.
L'Italien Galilée (1564-1642) construisit le plus puissant des premiers télescopes, grâce auquel il découvrit les montagnes et les vallées de la surface de la Lune, que l'on croyait jusque-là constituées d'une substance inconnue. Galilée identifia quatre lunes de la planète Jupiter et les phases de Vénus. Il observa des taches solaires, ce qui l'amena à penser que le Soleil était une sphère tournante. L'Allemand Johannes Kepler (1571-1630) créa un nouveau type de télescope qui utilisait deux lentilles convexes et s'en servit pour observer les corps célestes et confirmer la vision héliocentrique de notre galaxie proposée par Nicolas Copernic (1473-1543). Le modèle géocentrique de Ptolémée s'était enfin avéré erroné. En outre, Kepler démontra que les planètes se déplaçaient sur des orbites elliptiques et non circulaires.
L'astronome italien Jean-Dominique Cassini (alias Gian Domenico Cassini, 1625-1712) identifia les espaces dans les anneaux de Saturne. Johannes Hevelius (1611-1687), à Dantzig (aujourd'hui Gdańsk), découvrit la première étoile variable et dressa une carte détaillée de la surface de la Lune. L'astronome anglais Edmond Halley (1656-1742) établit un observatoire sur l'île de Sainte-Hélène dans l'Atlantique Sud en 1677 et créa la première carte des étoiles australes à l'aide d'un télescope. Halley découvrit également l'accélération de la Lune, nota le mouvement des étoiles les unes par rapport aux autres (mouvement propre) et identifia la comète de 1682 comme étant la même que celle de 1607 et 1531.
Le scientifique anglais Isaac Newton (1642-1727) inventa en 1668 le télescope réflecteur qui utilise un miroir incurvé. Newton découvrit que la lumière blanche était composée d'un spectre de lumières colorées et élabora sa théorie universelle de la gravitation qui explique pourquoi les objets tombent sur terre et pourquoi les corps célestes se déplacent comme ils le font.
L'invention du microscope, qui est à bien des égards l'opposé naturel du télescope, est généralement attribuée au lunetier Hans Lippershey (de 1570 à 1619 environ), qui vivait alors aux Pays-Bas. En 1661, l'Italien Marcello Malpighi utilisa un microscope pour découvrir les capillaires dans le système sanguin. Il s'agit du chaînon manquant entre les artères et les veines qui confirmait la découverte de William Harvey sur la circulation sanguine. Les idées de Galien sur le fonctionnement du corps humain s'avérèrent alors totalement inadaptées ou tout simplement erronées.
L'expérimentateur anglais Robert Hooke (1635-1703) utilisa son microscope pour créer de sensationnels dessins d'un nouveau monde miniature, publiés dans son ouvrage Micrographia en 1665. Le Néerlandais Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) mit au point un nouveau type de microscope utilisant une bille de verre comme lentille, ce qui lui permit d'obtenir un grossissement beaucoup plus important qu'auparavant. Leeuwenhoek découvrit des bactéries, des protozoaires, des globules rouges, des spermatozoïdes et le mode de reproduction de minuscules insectes et parasites. Un autre microscopiste néerlandais, Jan Swammerdam (1637-1680), découvrit que les chenilles contiennent ce qui deviendra les ailes du papillon après métamorphose. Enfin, Nehemiah Grew (1641-1712) fut le fondateur de l'anatomie végétale grâce à son étude approfondie des organes sexuels des plantes.
Le baromètre, inventé en 1643 par l'Italien Evangelista Torricelli (1608-1647), permit aux scientifiques de comprendre la pression atmosphérique. Le Français Blaise Pascal (1623-1662) utilisa un baromètre pour démontrer que la pression atmosphérique varie en fonction de l'altitude. L'Allemand Otto von Guericke (1602-1686) constata que la pression atmosphérique variait en fonction du temps. Le baromètre fut nommé par le scientifique anglais Robert Boyle (1627-1691). Boyle et son associé Robert Hooke parvinrent à démontrer l'existence d'un vide et soumirent toutes sortes de spécimens à des variations de pression à l'intérieur de leur pompe à air. Boyle put ainsi formuler un principe universel, connu sous le nom de "loi de Boyle". Cette loi stipule que la pression exercée par une certaine quantité d'air varie de façon inversement proportionnelle à son volume (à condition que les températures soient constantes).
Un dispositif apparenté, le thermomètre à liquide, fut inventé à Florence vers 1650. Il transforma la médecine en permettant aux médecins de mesurer la température d'un patient au-delà des simples termes "chaud", "froid" ou "normal". Grâce à cet appareil, de nombreuses autres expériences pouvaient désormais être réalisées et les résultats mesurés et comparés avec précision.
Le premier modèle fonctionnel d'horloge à pendule fut inventé par le Néerlandais Christiaan Huygens (1629-1695) en 1657. Dans une horloge à pendule, la régularité de l'oscillation du pendule contrôle précisément la chute d'un poids. Les meilleures horloges à pendule perdaient au maximum 15 secondes par jour, contre 15 minutes pour une horloge mécanique. La mesure du temps devint encore plus précise avec l'invention, en 1675, des montres à balancier-spiral. Ce grand bond en avant dans la précision non seulement aida les scientifiques à mieux contrôler leurs expériences et à chronométrer leurs observations d'objets dans l'espace, mais il révolutionna également l'idée même du temps pour tout le monde. C'était le premier pas vers un temps universel, et avec lui apparurent les concepts d'avance, de ponctualité et de retard dans la vie quotidienne.
Institutionnalisation de la science
Un autre développement clé de la révolution scientifique, outre une nouvelle méthode et une nouvelle technologie, fut la création d'organismes de recherche spécialisés. À cette époque, les universités (à l'exception peut-être des départements de médecine) ne s'intéressaient pas à la recherche, mais uniquement à l'enseignement. Un nouveau type d'institution était nécessaire pour permettre aux scientifiques de travailler ensemble, de partager leurs découvertes et, surtout, de recevoir un financement pour leurs travaux. Ce sont les nouvelles académies et sociétés qui virent le jour dans toute l'Europe. La première de ces sociétés fut l'Academia del Cimento à Florence, fondée en 1657. D'autres suivirent rapidement, notamment la Royal Society à Londres en 1663 et l'Académie royale des sciences à Paris en 1667. Les responsables de la fondation de la Royal Society en attribuèrent l'idée à Bacon, et ils étaient désireux de suivre ses principes de méthode scientifique et son insistance sur le partage et la communication des données et des résultats scientifiques. L'Académie de Berlin fut fondée en 1700 et l'Académie de Saint-Pétersbourg en 1724. Ces académies et sociétés devinrent les points focaux d'un réseau international de scientifiques qui correspondaient, lisaient les travaux des uns et des autres et visitaient même les laboratoires et observatoires des uns et des autres au fur et à mesure que la nouvelle méthode scientifique s'imposait. Le public était également impliqué, soit indirectement par l'accès aux revues et aux livres publiés, soit directement par la possibilité d'assister à des expériences et à des démonstrations dans les sièges des sociétés ou sur le terrain.
L'invitation faite aux non-nationaux de devenir membres de ces sociétés témoigne de l'intensification de la coopération internationale au cours de la révolution scientifique. Des tentatives furent faites pour normaliser certaines expériences au-delà des frontières et les instruments utilisés par les différents scientifiques. Par exemple, l'Allemand Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) conçut son échelle de Fahrenheit pour les thermomètres vers 1714. Le Suédois Anders Celsius (1701-1744) proposa une échelle concurrente, mais le fait de disposer de deux échelles pour les thermomètres constituait une amélioration considérable par rapport aux premiers temps où les scientifiques des différents pays utilisaient simplement leurs propres échelles, une situation qui rendait les comparaisons de résultats extrêmement difficiles. Il y eut également une coopération entre les scientifiques malgré leur appartenance à des empires européens rivaux, et c'est par l'intermédiaire de ces empires coloniaux, en particulier les Hollandais, les Français et les Britanniques, que les idées de la révolution scientifique se répandirent bien au-delà de l'Europe.
Réaction à la méthode scientifique
La réaction à la révolution scientifique ne fut pas que positive. Certains intellectuels doutaient de la fiabilité des nouveaux instruments scientifiques. Il restait des sceptiques de l'expérimentation en général, ceux qui soulignaient que les sens pouvaient être trompés alors que la raison de l'esprit ne pouvait pas l'être. L'un de ces sceptiques était René Descartes (1596-1650), c'est lui et d'autres philosophes naturalistes qui mirent en doute la valeur du travail des expérimentateurs pratiques et qui créèrent une nouvelle division durable entre la philosophie et ce que nous appellerions aujourd'hui la science. Le terme "science" n'était pas encore très répandu au XVIIe siècle, mais de nombreux expérimentateurs se désignaient eux-mêmes comme des praticiens de la "philosophie expérimentale". Le terme "méthode expérimentale" fut utilisé pour la première fois en anglais en 1675. Le développement de ces termes illustre qu'une rupture était en train de se produire entre les penseurs théoriques et les penseurs pratiques.
Certains se demandaient même si l'humanité devait s'aventurer dans un monde jusqu'alors invisible, qui, selon eux, devait rester l'affaire de Dieu. La science et la religion s'affrontèrent sur la question de l'organisation de l'univers. Les représentants de l'Église préféraient s'accrocher à l'idée que la Terre et l'humanité devaient être au centre de l'univers, et des penseurs comme Galilée, qui soutenait le modèle héliocentrique de Copernic, furent donc jugés coupables d'hérésie. Cependant, la plupart des scientifiques étaient chrétiens et ne souhaitaient pas remettre en question l'enseignement de la Bible. De nombreux scientifiques voulaient simplement expliquer comment le monde était fait tel qu'il est. En effet, certains soutenaient que le télescope et le microscope démontraient à quel point la vie était complexe, et qu'il fallait donc, pensaient-ils, s'émerveiller encore plus de l'œuvre de Dieu.
Il y avait encore de la place pour Dieu dans ce nouveau monde scientifique, puisque des penseurs comme Isaac Newton, par exemple, ne pouvaient qu'expliquer que la gravité déplaçait les planètes, sans pouvoir expliquer d'où venait la gravité ni pourquoi elle existait. La connaissance humaine avait encore de nombreuses limites. Les médecins connaissaient désormais les causes de certaines maladies, mais n'avaient qu'une connaissance limitée des moyens de les guérir. Le grand problème de la longitude, à savoir comment les navigateurs pouvaient suivre leur position autour du globe, n'était toujours pas résolu. La technologie était encore désespérément limitée dans de nombreux domaines.
Cap sur le futur
Grâce aux nouveaux instruments scientifiques, les découvertes se succédèrent à un rythme effréné, suscitant souvent la perplexité face à la complexité de la vie. Les télescopes à une extrémité de l'échelle et les microscopes à l'autre révélèrent qu'un tout nouveau système de mesure était nécessaire pour que l'esprit humain puisse saisir l'ampleur des merveilles de l'univers visible. Auparavant, le corps humain servait de base au système de mesure; bientôt, il faudrait des nanomètres et des années-lumière. La façon dont les gens de toutes classes sociales percevaient les nouveaux mondes ouverts par les scientifiques connut des changements considérables. La fiction populaire de l'époque en est la meilleure illustration. Elle commence à aborder des idées à la fois intrigantes et troublantes, comme l'infinité de l'univers ou le fait que de minuscules parasites ont eux-mêmes des parasites encore plus petits, qui ont à leur tour des parasites encore plus petits. Serait-il possible de se rendre un jour sur la Lune? La Terre n'étant plus le centre de l'univers, cela ne signifiait-il pas qu'il pouvait y avoir d'autres planètes avec d'autres formes de vie?
Cependant, au milieu de cette perplexité, il y avait une nouvelle confiance et une nouvelle croyance, certainement parmi les scientifiques, que la technologie et la science, avec le temps, pourraient fournir toutes les réponses dont l'humanité a besoin pour vivre mieux, plus longtemps et plus heureusement. Les nouveaux mécanismes d'horlogerie avec leurs engrenages sophistiqués, l'utilisation de pistons dans les pompes à air et la découverte de la puissance de la pression de l'air incitèrent les ingénieurs à fabriquer de nouvelles machines comme la machine à vapeur, alors qu'une autre révolution, encore plus importante, se profilait à l'horizon: la révolution industrielle britannique.
La révolution scientifique eut un autre effet durable, à savoir l'établissement de la science comme la méthode la plus reconnue pour trouver la vérité, une position dominante qu'elle occupe encore aujourd'hui. Lorsque nous parlons de théories, d'hypothèses, de lois de la nature, de preuves, de faits et de progrès, nous utilisons des termes qui furent inventés pendant la révolution scientifique; il est impensable de discuter de la connaissance aujourd'hui sans utiliser ces termes, et c'est peut-être là que réside le véritable héritage de cette révolution des idées, des méthodes et de la technologie.
