Expériences historiques contestées, problématiques détournées, anachronismes piégeants (1/3)

Les trois expériences de Galilée, présentées dans cet article et dans les suivants, sont décrites dans les « Discours concernant deux sciences nouvelles », en bref les Discorsi, élaborés en 1633 et publiés en 1638. Ces textes sont une compilation d'écrits de Galilée (1564-1642) remontant, pour l'essentiel, à sa période padouane entre 1592 et1610, figures 1 et 2.

Figure 1.  Galilée (1564-1642) Source : Portrait au crayon de Galileo Galilei réalisée par Leoni, Wikimedia

Figure 2.  Discours sur deux sciences nouvelles (1638) Traduction de Maurice Clavelin, PUF, Paris, 1995 [1] Source : Wikimedia

Dans la « Première journée » des Discorsi, Galilée décrit une expérience bien connue au XVI^e siècle chez les distillateurs de liqueurs sous le nom de « passe-vins », également rapportée par Ambroise Paré sous le nom de « remonte-vins ».

Dans les Discorsi le texte est présenté sous forme de dialogues ente trois protagonistes :

De la même manière, dans de "Dialogue sur deux systèmes du monde", on retrouve les mêmes protagonistes.

La figure 5 présente une adaptation de l'expérience. Initialement le récipient du haut est rempli par de l'eau et celui du bas par du vin. Une feuille de carton percée d'un petit trou sépare les deux récipients.

On observe le mince filet de vin montant à travers l'eau sans se mélanger à l'eau.

Figure 5.  L'expérience du « passe-vins » Tout au long de l'expérience, le vin monte en un filet pour remplir le récipient du haut sans se mélanger à l'eau. Source : P. Lauginie, présentation au congrès de l'UdPPC, 2007

D'autres exemples sont présentés dans les figures suivantes, en utilisant 2 verres, figure 6, et le résultat d'un transfert quasi-complet, figure 7.

Figure 6.  Expérience du « passe-vins » avec deux verres Source : D. Chareyron

Figure 7.  Vue terminale de l'expérience du « passe-vins » Le vin, initialement dans le récipient du bas a pratiquement complètement pris la place de l'eau, initialement dans le récipient du haut. Source : D. Chareyron

Koyré (1892-1934) était un important historien des sciences, aujourd'hui nuancé voire controversé notamment sur son rejet excessif de tout empirisme (pas de "faits") et sa conception des "révolutions scientifiques".

Koyré rejetait notamment la "réalité" des expériences rapportées non seulement par Galilée, mais aussi par Pascal. Pour lui, l'essentiel n'était pas dans le "fait" expérimental, mais dans l'environnement philosophique, idéologique, social qui conduisent à telle ou telle expérience, c'est-à-dire les motivations.

Koyré a contesté fortement la réalité de l'expérience rapportée par Salviati [2] [3] :

Dans cette expérience, on assiste à une compétition entre deux phénomènes de temps caractéristique très différents :

Ainsi, on assistera soit à un échange incomplet en général avec récipients usuels (verres, flacons) : la diffusion (mélange) prenant le dessus au bout de quelques heures. L'échange complet ne sera possible qu'avec de « plus petits » récipients.

Figure 8.  Un très bel exemple du « passe-vins » par Pere Grapí-Vilumara et al. Universitat Autònoma de Barcelona Source et time laps : Galileo and the capricious ball of water

La problématique de Galilée n'est pas la problématique moderne de Koyré.

Koyré se demande pourquoi donc le filet de vin ne se mélange-t-il pas à l'eau ?

Galilée :

La réponse est parce qu'il y a incompatibilité entre l'eau et son environnement, ici l'air.

Mais s'il y a compatibilité entre l'eau et le vin, alors le vin monte dans l'eau.

Koyré semble admettre que Galilée aurait accepté « la totale et essentielle incompatibilité de l'eau et du vin comme un fait indubitable ». Partant de là, la critique de Galilée est facile !

Mais au contraire, la problématique de Galilée est tout autre : Salviati se montre très surpris du fait que, lorsque le ballon plein d'eau percé d'un trou est retourné dans l'air, l'eau ne s'écoule pas à travers le trou malgré sa propension à descendre, et l'air ne vient pas la remplacer malgré sa disposition contraire pour s'élever.

Au tout début du texte, il affirme une « incompatibilité », un antagonisme entre l'air et l'eau (antagonisme qui est censé expliquer la cohésion des gouttes de liquide) et finalement l'existence d'une telle « mystérieuse » incompatibilité est réaffirmée en conclusion.

Ainsi, affirmée au début et à la fin, tel est son problème : pourquoi l'eau ne s'écoule-t-elle pas à travers le trou ? Et le passe-vins n'est appelé à la rescousse que pour supporter cette vue : quand l'air est remplacé par du vin - qui n'est pas incompatible avec l'eau puisqu'il lui est miscible, et qui est à peine moins dense - l'échange se produit !

Le fait que le vin fraye son chemin à travers l'eau sans s'y mélanger apparaît, en vue de cette démonstration, comme un phénomène secondaire, qui ne semble pas étonner Galilée dont la pensée est ailleurs. Que l'on ne dise donc pas que Galilée invoquerait une « incompatibilité » entre l'eau et le vin, c'est tout le contraire. Le fait principal est que le vin « monte » à travers l'eau, qu'il s'y mélange ou non, contrairement à l'air.

C'est ce problème qui trouvera sa complète explication, quelques années plus tard avec Torricelli et la notion de pression atmosphérique en 1644, qui sera reprise par Pascal. Mais comme le texte de Galilée paraît loin de cette solution ! (notons que le texte, publié en 1638, a pu être écrit beaucoup plus tôt). Et l'on ne peut s'empêcher de voir des relents d'aristotélisme - malgré qu'il en ait - dans le texte de Galilée : « antagosisme », « propension à descendre », « disposition pour s'élever », voilà des concepts plus aristotéliciens que modernes.

Cet exemple d'expérience montre un détournement de problématique en histoire des sciences.

Galilée, loin d'invoquer une « incompatibilité » de l'eau et du vin, utilise au contraire leur compatibilité à l'appui de son argumentation. Le « non-mélange » n'est pas son problème (si c'est le nôtre).

La problématique de Galilée est complètement différente de celle que lui attribue Koyré !