RESUME DE L'OBJECTIF EN MATIERE DE SCIENCES
Paradoxalement, l'étude des sciences constitue à notre époque un domaine de moins en moins prisé par le public alors que l'univers foisonnant des technologies domestiques a pour origine les acquis fondamentaux de la physique des 19 ème et 20 ème siècle. Nous allons essayer de fournir quelques pistes de réflexion à ce sujet.
1) La population, et de manière plus singulière l'effectif scolarisé semble, statistiquement, considérer les disciplines scientifiques comme constituées d'horribles et hermétiques sous produits de l'incompréhensible graphisme mathématique.
Je pense qu'il s'agit notamment d'une conséquence logique de l'inexorable cloisonnement des disciplines scientifiques, raison pour laquelle le vocable philosophie naturelle a été abandonné. Le besoin de classement est un paramétre inhérent à la structure cognitive humaine et c'est très bien ainsi, il faut simplement accepter qu'en matière pédagogique,au moins, on a dépassé un stade acceptable et ce n'est pas l'introduction de timides " compétences transversales " dans le cursus secondaire belge qui changera quelque chose à l'affaire. Il faut garder à l'esprit que épistémologiquement, l'édifice du corpus mathématique a constitué ses bases sur des besoins patrimoniaux et techniques ( géométrie d'Euclide et construction ) et que les fondations du puissant calcul différentiel et intégral se sont constituées en rapport avec les besoins de la physique newtonienne et de l'astronomie. Avant de se spécialiser dans un domaine pointu, le scientifique devrait disposer d'une vue suffisamment panoramique à partir des lisières de sa connaissance spécifique.
Il faut déplorer que , au niveau du domaine scientifique, de moins en moins de crédits soient alloués à la recheche fondamentale, alors que certaines disciplines de pointe soient beaucoup mieux pourvues par nos décideurs , eux même efficacement influencés par le lobying industriel. C'est ainsi que les fructueux marchés de la chimie pharmaceutique et de la génétique moléculaire disposent d'abondants avantages en matière de recherche et d'investissement.
Mais revenons à notre propos, la science forme un tout et ses diverses disciplines sont hiérarchisées et interconnectées, les méthodes pédagogiques ne tiennent plus assez compte de cette évidence. Actuellement, les mathématiques ne se développent plus entièrement à partir des demandes de physiciens de chimistes ou de biologistes et se constituent sur base d'une imagination créatrice, ce qui ne facilite pas leur compréhension, il faut l'avouer. Cependant, l'honnête citoyen, le scientifique ou l'ingénieur ne sera en général pas amené à se frotter avec ces sommets de l'abstraction mathématique et les utilisera comme un outil de raisonnement, certes puissant mais complexe. En conclusion , je suis convaincu que l'étude des mathématiques au moins au niveau de l'enseignement secondaire doit être imagé par des applications courantes prises dans le domaine des sciences et techniques élémentaires. C'est ainsi que dans le secondaire l'algèbre linéaire devrait être abordée majoritairement dans des dimensions n'excédant pas le nombre 3, les notions pouvant ainsi être visualisées dans un espace géométrique classique. Pour l'étudiant abordant des études supérieures techniques ou scientifiques, les concepts et théorèmes pourront facilement être généralisés aux espaces finis de dimension quelconque voire aux espaces vectoriels infinis. la connaissance des sciences passe bien sur par un formalisme logique mais doit pouvoir s'appuyer au moins au début de sa constitution sur des images réelles ou mentales génératrices d'intuition. L'on peut comprendre que l'intéressé puisse s'effrayer face à des rédactions de théorèmes ne lui semblant entretenir aucun contact avec sa réalité.
2) L'étude des sciences et des mathématiques en particulier nécessite pour un accomplissement permettant d'éprouver leur efficacité, un effort régulier considérable et un sens de la rigueur et de la synthèse digne des esprits matures, cultivés et passionnés. C'est à partir de ce stade, où l'on maîtrise le fondamental que les disciplines pointues faisant appel à l'imagination peuvent être abordées.
Il faut bien avouer que ces valeurs ne sont plus vraiment en vogue au sein de notre jeune population et que celle-ci privilégie souvent des études moins riches mais générant plus rapidement ou avec moins d'efforts des diplômes qui leurs semblent directement prometteurs d'argent et d'ascension sociale.
Cette remarque est loin d'être socialement élitiste et j'ai un profond respect pour un ouvrier de qualité qui a su , souvent au prix d'importants sacrifices, se former patiemment, sur chantier , au contact d'anciens leur expliquant qu'un apprenti doit "faire des heures" pour maîtriser sa technique.
Pour ceux qui ressentent un intérêt pour les sciences au travers des médias, de la presse, des oeuvres de vulgarisation ou des beaux livres et qui veulent en savoir un peu plus que leurs souvenir des études secondaires, pour ceux qui recherchent des polycopiés, présent sur le net, ou des sites intéressants, je vais tenter de communiquer ma passion pour les disciplines scientifiques en expliquant de manière vulgarisée de quoi il s'agit en réalité et à quoi il faut s'attendre lorsque l'on aborde un cursus de niveau supérieur dans ces domaines. J'ai évidemment d'autres idées, mais je ne sais si leur concrétisation verra le jour, comme par exemple la synthèse de livres importants.
JUSTIFICATION
Esprit
L'intérêt du jeune public pour les études scientifiques semble diminuer régulièrement dans nos pays de culture occidentale, certaines revues sérieuses comme "La Recherche" ont relaté et interprété ce constat, l'échec en première année d'études scientifiques semble également croissant.
1) A l'origine, ce problème semble être issu de l'extrême cloisonnement des savoirs et plus particulièrement des disciplines scientifiques, mais pourquoi un tel cloisonnement ?
Il s'agit d'une tendance générale qui fut très progressive au 19ème siècle et prit de la vitesse après les grandes découvertes en physique du début du 20ième siècle, des disciplines comme la relativité restreinte, la relativité générale, la physique quantique, la physique statistique durent être ajoutées au corpus des sciences physiques, la scission entre sciences chimiques et sciences physiques devint plus nette, beaucoup de domaines riches en applications commercialisables et utiles à l'industrie s'érigèrent en spécialités. Encore actuellement, des domaines comme la génétique moléculaire, ou la chimie pharmaceutique tendent à devenir des spécialités autonomes tant les produits financiers que l'on peut en tirer sont énormes.
Il faut être conscient du fait que les crédits publics apportés à la recherche fondamentale sont devenus une peau de chagrin par rapport à ceux qui sont attribués aux spécialités à haut potentiel commercial immédiat, le lobying des industriels y est certainement pour une grande part. Notons que cela est nuisible à l'avancée de la connaissance scientifique en général et c'est ainsi que tous ce qui se développe actuellement en sciences dites dures est basé sur des découvertes des "annus mirabilis" du début du 20 ème siècle. Il s'agit donc bien d'une course aux valeurs financières.
Il faut porter à la connaissance du public que l'édifice des sciences forme un tout hiérarchisé et interconnecté et qu'il faut une solide formation de base avant de pouvoir aborder des matières plus singulières.
Beaucoup de jeunes esprits (et de plus âgés), rêvent en lisant les croustillants articles d'une certaine presse ou de certains beaux livres sur de réelles ou supposées nouvelles avancées scientifiques ou technologies, ils sont parfois mal rédigés ou carrément faux. Que faut'il penser d'une crème antirides dont l'efficacité serait liée à la présence de molécules d'ADN... sans commentaire.
Soyons sérieux, le vrai scientifique est méthodique, rigoureux, d'une grande honnêteté intellectuelle, et si en plus il est intuitif ou imaginatif, il vérifie le contenu de ses imaginations et intuitions et ne les exprime comme vérités qu'après validation.
Une part non négligeable des personnes dont je parle ignore que l'activité scientifique ne se résume pas à des découvertes fumantes dignes du professeur Tournesol, mais bien plus souvent à de longues et épuisantes recherches à l'ombre d'un laboratoire ou dans un centre de simulation numérique pour n'obtenir qu'une hypothèse de résultat intermédiaire. Le cursus officiel et personnel du scientifique est lourd dès le départ et il faut acquérir une solide base avant d'aborder des matières qui parlent à l'imagination. Une particularité de ces études est la culture de l'objectivité faisant fi de toute influence extérieure au but poursuivi, l'efficacité en dépend.
Il existe une autre déclinaison du cloisonnement et nous allons pour l'illustrer, survoler le cas des relations entretenues par toutes les sciences avec les mathématiques.
Les mathématiques sont présentes dans tout le cursus fondamental et secondaire belge, il est courant que ce domaine de compétence soit considéré (surtout dans le secondaire) comme ennuyeux, difficile soit carrément horrible. On pourrait à mon sens améliorer la situation.
Si l'on prend comme exemple l'analyse mathématique , l'on constatera qu'elle prit naissance réellement au 18ème siècle pour résoudre des problèmes issus de la physique newtonienne et de l'astronomie, c'était une époque bénie ou les théories mathématiques pouvaient être directement concrétisées par des problématiques réelles issues de la physique ou d'autres sciences. A l'heure actuelle, cette démarche est encore présente, c'est par exemple le domaine de la physique mathématique, mais une autre démarche avérée indispensable a infiltré tout le domaine et a notablement complexifié les matières traitées par les mathématiques pures.
En effet, depuis les avatars de la géométrie non euclidienne une part croissante des mathématiciens adopte une démarche inverse de celle observée en majorité au 18 ème et 19 ème siècle, par laquelle sont imaginés des structures et des concepts mathématiques sans support concret pour guider l'intuition. C'est ainsi que plusieurs mathématiciens contribuèrent à l'avènement des géométries non euclidiennes.
Cette nouvelle "philosophie" mathématique fût imaginée par par Gauss en 1824 et poursuivie par Bolyai en 1832 et Lobatchevsky en 1829 c'est finalement à Riemann que l'on doit la conception d'une théorie étendue des géométries non euclidiennes à n dimensions. Cette théorie construite assez abstraitement resta dans l'ombre jusqu'au moment ou Einstein et son copain Marcel Grossmann lui trouvèrent une application géniale : la théorie de la relativité générale.
Il faut cependant bien entendre que ces domaines scientifiques constituent toujours de la haute voltige et qu'il est absolument exclu de les aborder avant le second cycle universitaire, même s'il était possible de simplifier leur formalisme au point de les rendre accessible aux étudiants de fin de cycle secondaire, Il resterait totalement improductif de les y introduire tant leur degré d'abstraction est important.
L'initiation aux sciences, et aux mathématiques en particulier doit être adaptée aux jeunes esprits, en ce sens que ceux-ci ont besoin, dans un premier temps, de pouvoir visualiser les concepts abordés par des images simples de la vie courante et ensuite par des images un peu plus complexes tirées des sciences et techniques élémentaires. J'en arrive ainsi à ma conviction, qui n'est pas originale : les mathématiques de base pour être comprises doivent être présentées de manière illustrée, il faut que les étudiants se rendent compte de leur utilité concrète au risque de n'engendrer que désintérêt et incompréhension, à l'exception près des élèves naturellement doués qui ne constituent pas une majorité.
Cette approche a également l'avantage de montrer à l'étudiant que mathématiques et sciences diverses ne sont en réalité pas des domaines cloisonnés, mais qu'ils sont interactifs. On peut, me semble-t-il, comprendre le désarroi de jeunes intelligences devant un graphisme épuré, organisé en définitions, lemmes, théorèmes et autres corollaires, sans qu'ils puissent imaginer à quoi cela peut bien servir. A ce titre, un petit retour en arrière temporel dans les matières géométriques constituerait un bienfait dans le programme mathématique de l'enseignement secondaire. En effet, le développement des traditionnels cours de géométrie plane permettait d'introduire visuellement des notions plus ésotériques comme par exemple les limites, les dérivées, la dualité ....
Mon expérience restreinte d'enseignant en mathématique me permet à ce titre de soulever un problème. Si le programme officiel fait mention de la nécessité d'illustrer les concepts et parle même d'exemples de modélisation en troisième année ( !!! ) dans les chapitres relatifs aux fonctions, il est résolument impossible pour un professeur de mener de front les deux principes imposés :
- un programme chargé contenant un grand nombre de chapitres ;
- une pédagogie interactive imposant les illustrations et exemples assortie à une certaine didactique interactive basée sur le feed back direct avec les élèves ;
Les facteurs limitants sont le temps, les qualités intrinsèques de l'enseignant et la rigidité philosophique des inspecteurs, obstinés qu'ils sont par la couverture totale du programme au total détriment de la compréhension honnête des concepts pourtant prônée par le principe des illustrations et exemples du programme.
Tout cela concourt à la mauvaise compréhension, au désintérêt des étudiants, à la rédaction de questions d'examens stéréotypées et inutiles. Et, finalement à une mauvaise préparation aux études supérieures. A ce régime, tout le monde est content mais personne n'y gagne vraiment, en premier lieu les élèves.
Partant de là, il est facile de comprendre que les terribles cours d'analyse, d'algèbre, de géométrie analytique du premier cycle supérieur universitaire ou de niveau universitaire (instituts supérieurs industriels) jouent le rôle efficace de broyeurs de touristes et autres canules par l'intermédiaire des abandons et ajournements.
2) Les impératifs indispensables à l'acquisition d'un savoir scientifique ne cadrent pas bien avec les tendances et valeurs fleurissant au sein de nos sociétés occidentales.
Notre société cultive des valeurs comme la rapidité, la réalisation immédiate des désirs, la superficialité, la quête d'un éden culturel et social constitué de facilité, de pouvoir, de plaisirs , d'argent, de reconnaissance et d'autosatisfaction faciles sans que la notion d'effort et de probité ne soient mise en évidence . Aucun être humain ne peut s'accomplir réellement, trouver son identité, trouver un sens à la vie, un peu de vraie liberté, de sérénité et même de bonheur dans de telles conditions. Non seulement la névrose menace les citoyens mais altère la vie psychique d'une part énorme de nos collègues en humanité (voir la littérature psychiatrique à ce sujet).
Tout cela est conditionné, en première instance, par les décideurs soucieux d'entretenir le fonctionnement d'une économie de marché, gabegie humaine totalement obsolète et menant l'humanité vers le désastre définitif (voir A. Jacquard dans "j'accuse l'économie triomphante"), par le mépris de l'éthique élémentaire et des règles basiques de fonctionnement des écosystèmes (l'écologie s'applique aussi aux primates). On comprend très bien, dans ces conditions, qu'il soit difficile d'acquérir l'intérêt indispensable à la pratique de longues heures d'étude et d'exercices consacrés aux sciences. J'irais même volontiers un peu trop loin : un peu de passion est indispensable car la volonté s'installe naturellement et sans effort chez le passionné.
Cette remarque est d'ailleurs valable pour toutes les disciplines : un ouvrier de qualité a inévitablement derrière lui beaucoup d'efforts, de sacrifices et de pratique, souvent avec les conseils d'un ancien compétent. C'est l'esprit des anciennes corporations de métiers et autres vieilles loges de compagnonnage opératif. Tout cela est issu du simple bon sens.
Je suis conscient que tout cela résulte d'un idéal et que si y souscrire est possible, le réaliser est beaucoup plus difficile et peut être même nuisible, dans une certaine mesure, aux genres de socialisation et d'harmonisation (autrement dit nivellement par le bas de la culture citoyenne) prônées dans nos nations modernes. De manière plus crue, les décideurs ne voient pas toujours d'un très bon oeil que la population voie augmenter son effectif en personnes lucides, intelligentes, et confiantes en elles, tant les erreurs de gestion, les mensonges et les manipulations issues du monde politique et des médias leur paraissent évidents.
Les qualités de rigueur et d'honnêteté intellectuelle, empreintes parfois d'un certain manichéisme, il est vrai, sont susceptibles d'avoir leur place au sein de la pluridisciplinarité qui devrait régner au sein des cénacles et autre aréopages constitutifs des instances dirigeantes nationales, européennes ou même mondiales.
Les lacunes qu'entretient volontairement ma formation avec la culture politique moderne m'empêche d'expliquer pourquoi parmi les CV de la zoologie politique, l'on trouve si peu, vraiment peu, de personnes tenantes d'un diplôme de sciences ou de sciences appliquées alors que les formations à dominantes économique, comptable ou les métiers du droit remplissent les hémicycles et autres commissions ministérielles. Pourquoi une telle unilatéralité des points de vue ? Il est vrai que certaines attitudes d'esprit ne permettent pas la culture du louvoiement et là, se situe peut-être la réponse que je cherche.
Ce qui vient d'être exprimé n'engage que moi et provient d'une argumentation personnelle. Par définition de l'être humain celle-ci est subjective et ne prend son origine que dans mon propre vécu, il n'y a donc aucune visée anarchique derrière cette humble littérature.
Objectifs
Les objectifs de cette rubrique relative aux sciences ne sont pas clairement définis, il s'agit en partie d'un espace d'expression personnelle ayant pour support de l'information scientifique correctement vulgarisée assortie d'une certaine pédagogie basée sur l'ouverture d'esprit et les illustrations philosophiques ou historiques me semblant adéquates à cette ouverture d'esprit. Tous le monde n'appréciera pas cette causerie, certains, me taxeront d'amateurisme, ou finalement personne ne s'intéressera au contenu de ce site, ce qui ne constitue pas du tout un problème, je considérerai alors cette petite aventure comme une expérience de plus, sans lendemain. J'espère cependant ne pas recevoir de remarques trop acerbes ou de propos ne respectant pas les règles élémentaires de courtoisie.
Soyons un peu plus pratique : Quelles disciplines vais-je aborder ? Soyons également cohérents , j'ai parlé de l'interconnexion des disciplines scientifiques et de leur unité d'esprit. Il faut donc que je couvre avec plus ou moins de bonheur toutes les grandes divisions de la science, à savoir :
- mathématiques;
- physique;
- chimie;
- biologie et médecine;
Voyons brièvement en quoi ces sciences sont interconnectées :
1) Rapport des mathématiques avec les 3 autres sciences
La physique, la chimie, la biologie ont toutes les trois besoin d'un certain niveau de modélisation pour évoluer : modéliser c'est, grossièrement, construire un modèle idéal d'un contexte naturel à partir des lois empiriques que l'on a tirées de l'observation , de l'expérimentation, de l'analyse du phénomène concerné et de la fixation d'un certain nombre de paramètres caractérisant ce phénomène, inclus parfois dans la notion de système.
Le modèle se traduit alors par un certains nombre d'équations mathématiques construites sur base d'hypothèses simplificatrices ( équations algébriques, différentielles...). Cette démarche est classique si l'on veut faire des prédictions au sujet d'un système, ce qui n'est pas toujours possible ( modèle trop restreint, inadéquat, trop complexe, équations différentielles irrésolues, évolution chaotique...).
Remarquons que la biologie et la médecine ne font pas usage de modélisation dans tous leurs domaines d'étude, comme la physique, L'on comprend aisément que modéliser un être vivant est infiniment plus complexe que modéliser certains mouvements particuliers des corps comme l'a fait, en pionnier ce cher Galileo Galilée, toute une part de la biologie est restée empirique.
2) Rapports entre la physique avec la chimie
Nous traiterons de ce rapport par des exemples:
La construction des différents modèles de l'atome qui se sont succédés ( Rutherford,1911 Bohr, 1913 Schrödinger, 1926) utilisa des considérations mécaniques, électromagnétiques et appliqua la mécanique ondulatoire,toute nouvelle à l'époque, pour en arriver au modèle de Schrödinger.
Ce sont ces modèles qui permirent d'interpréter et de préciser les notions de liaisons chimiques, et la théorie de la réactivité en général, la physique fût donc indispensable.
Un autre domaine d'activité de la chimie est toujours la termochimie et la thermodynamique chimique, qui sont basées sur les 1er et 2ème principes de la thermodynamique générale, branche de la physique, l'on pourrait encore signaler la physico-chimie etc...
3)Rapports entre la chimie et la biologie
Dans ce domaine, les rapports sont particulièrement évidents :
- structure des macromolécules biologiques, métabolisme de ces molécules
- biologie et physiologie cellulaires,
- physiologie animale et végétale
- biologie moléculaire etc...
4) Rapports entre physique et biologie
Ils sont également importants avec la biophysique, la biomécanique et la physiologie animale.
Les rapports signalés ci-dessus constituent un groupe non exhaustif, ils illustrent cependant les principes d'inter connectivité et de hiérarchie mentionnés plus haut.
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