CIRET

Notre groupe universitaire d'enseignement-recherche a dû faire face depuis une dizaine d'années à la difficulté de faire comprendre aux étudiants en train de compléter leurs cours de chimie ou de physique que la théorie des molécules est quelque chose de bien différent d'un ensemble d'équations plus ou moins difficiles à résoudre. Nous avons trouvé une situation du même type chez les étudiants en biologie à propos de la différence entre observation et interprétation. Nous avons pu vérifier que cette situation pose un problème commun à toutes les disciplines scientifiques et non susceptible de solution en dehors d'une perspective transdisciplinaire, et nous avons étudié la réaction des étudiants face à des tentatives de leur montrer les qualités d'une telle perspective. Sur la base des considérations d'Edgar Morin et de Basarab Nicolescu, on peut résumer l'enchaînement de la réflexion transdisciplinaire en trois anneaux essentiels : discipline, fondements de la science, centralité de l'homme. Nous avons pu identifier dans l'absence d'une telle perspective les raisons du manque de capacité théorique observé chez les dernières générations d'étudiants dans toutes les universités occidentales.

Une tâche transdisciplinaire: savoir faire de la théorie

Il serait sans doute intéressant de mener une analyse purement philosophique, mais elle serait nécessairement fondée sur des principes de départ très généraux, comme par exemple la fameuse remarque d'Aristote que tous les hommes désirent connaître ; pour en tirer des conséquences pratiques dans le cadre d'une société donnée il est indispensable de connaître la manière dont ces principes s'actualisent dans la réalité présente de cette société. Parmi les contrôles que nous avons effectués à ce propos dans plusieurs contextes disciplinaires, nous ferons référence ici en particulier à l'enseignement de la biologie générale et de la chimie théorique (mécanique quantique appliquée aux molécules).

1. Biologie générale — Nous avons posé la question : pourquoi commence-t-on les études de biologie systématique par la taxonomie — c-à-d. par une discussion de comment on classifie des êtres vivants ? Personne n’a su nous répondre, sauf un étudiant, qui a déclaré qu'il est très important de trouver l'ancêtre commun des espèces qu'on trouve actuellement sur la terre. Il en résulte que la taxonomie avait été présentée aux étudiants, non pas comme recherche des meilleurs critères de classification des êtres vivants, à partir de ceux qui habitent aujourd'hui la biosphère terrestre, mais, suivant Ernst Mayr, comme une branche de la recherche sur l'évolution. La différence étant assez subtile — car après tout les ancêtres communs peuvent fournir un critère de classification des vivants —, on a posé des questions sur le rôle de la classification dans la connaissance scientifique. Les étudiants n'avaient jamais rencontré l'idée que la classification des choses et des faits est le point de départ de n'importe quelle science, et partant ne peut pas venir logiquement après les théories générales, telle la théorie de l'évolution en biologie.

2. Chimie théorique — Nos étudiants avaient déjà suivi des cours de chimie physique où on leur avait présenté les éléments essentiels de la mécanique quantique suivant l'approche traditionnelle, c-à-d. l'origine du concept de quantification, le principe d'incertitude de l'énergie, l'équation de Schrödinger indépendante du temps. Les explications visaient à illustrer les expériences fondamentales qui avaient conduit à introduire certains principes, à montrer la portée de ceux-ci et les schémas de référence pour l'application aux molécules. Les étudiants qui suivaient le cours de chimie théorique s'attendaient à ce qu'on leur montre en plus grand détail les méthodes d'application de ces principes généraux aux molécules et un certain nombre de résultats. Nous savions qu'ils étaient très forts en mathématiques et en chimie physique générale, et qu'ils avaient choisi notre cours parce qu'ils avaient des ambitions de théoriciens. C'est pourquoi, avant d'entrer dans les contenus spécifiques du cours, nous avons posé une question préliminaire : quel est à votre avis l'intérêt de la théorie quantique des molécules? Nous nous attendions à ce qu’au moins quelqu'un réponde vaguement qu'il est intéressant d'utiliser les principes fondamentaux de la structure de la matière pour comprendre pourquoi certaines molécules ont certaines propriétés et d'autres molécules en ont d'autres. Au contraire, même les meilleurs étudiants n'ont pas su donner de réponse ; ils avaient l'air de penser que c'était une question privée de sens. On a alors posé la question sous une autre forme : en quoi consiste la recherche en physique théorique moléculaire ? Réponse : à trouver par ordinateur les solutions de l'équation de Schrödinger pour des systèmes de plus en plus compliqués. L'idée que l'on puisse essayer d'expliquer les relations entre certains faits leur était complètement étrangère.

3. Type et modèle — Nous avons poussé l'enquête jusqu'à vérifier si les étudiants en biologie avaient une idée précise de ce que signifie le cheval dans l'expression le cheval a quatre pattes et si les étudiants en chimie avaient une idée de ce que signifie le mot modèle en physique théorique, par exemple lorsqu'on parle du modèle atomique de Bohr-Sommerfeld. Nous avons dû expliquer que signifie est utilisé non par pour demander quelle est la définition donnée par les dictionnaires mais pour demander de quoi le mot en question est le signe dans la réalité ou dans le monde des idées abstraites. Nous avions à l'esprit, pour la biologie, la validité scientifique du remplacement politiquement correct de l'homme par l'homme et la femme dans une formule comme l'homme est un mammifère, et pour la chimie la diatribe bien connue dans le milieu chimique entre ceux qui croient (sic!) aux orbitales et ceux qui n'y croient pas¹. Nous avons trouvé que les étudiants ne s'étaient jamais posés ces questions, en fait n'en voyaient même pas l'intérêt pratique.

Application d'une méthode transdisciplinaire.

Il va sans dire que ces résultats sont inquiétants même dans un contexte intellectuel pragmatiste, parce que la créativité dans les sciences et en technologie dépend strictement de la pleine conscience du procédé essentiel de la recherche scientifique, conscience qui rend possible de déceler un manque de cohérence, un vide ou une extension possible et de les traduire en problème correctement formulé : même lorsque l’essentiel du travail de recherche consiste à faire des essais, il s’agit toujours de mener une étude qui exige un support théorique, quoique provisoire.

L’origine de l’incapacité des étudiants (et bien souvent des jeunes chercheurs) à se rendre compte de certains points fondamentaux se trouve en partie dans le fait que normalement les traités et les enseignants ne font pas de distinction explicite entre la théorie et l'expérience. Souvent même ils présentent les principes généraux sans se préoccuper de les justifier, mais plutôt comme des dogmes nécessaires pour mettre de l'ordre et établir des corrélations dans un ensemble des faits. En ce qui concerne les traités classiques, c'est quelque chose de bien naturel, car à l’époque où ils ont été écrits, bien avant le début de l’hégémonie pragmatiste sur la culture occidentale, le contexte intellectuel était tout à fait différent de celui de notre époque. Les lecteurs ainsi que les auteurs étaient bien conscients que pour arriver aux principes il avait fallu analyser des situations de fait (les Sachverhälte de Wittgenstein) et se poser de nombreuses questions. Ils bénéficiaient d'une formation de base qui leur avait donné l'habitude de se poser des questions : ils avaient reçu du lycée cette paideia qu'Aristote, maître d'Alexandre le Grand, considérait comme le caractère distinctif de l'homme libre [1]. Cela n'a pas empêché que ces mêmes scientifiques, qui n'étaient pas conscients de ce qu'ils devaient à l'éducation traditionnelle, ont favorisé à un moment donné la division de la culture en deux compartiments étanches (les deux cultures de C. P. Snow [2]) et ultérieurement la fragmentation de la culture scientifique en disciplines super spécialisées [3].

C'est dans ce contexte de fragmentation extrême — pour ne pas dire de décomposition — de la culture que l'absence d'une insistance sur l'origine archétypale et sur les fondements gnoséologiques de la science a contribué à donner les résultats sur les jeunes scientifiques que nous venons de mentionner. On voit très bien qu'il ne suffirait pas de rétablir l'éducation traditionnelle des lycées ; il faudrait procéder à rebours des disciplines vers l'homme, comme l'a montré Edgar Morin [4] : c'est bien là l'essence de la transdisciplinarité.

Nous avons donc essayé de vérifier la possibilité d’une approche transdisciplinaire consistant en trois étapes, auxquelles nous avons donné des noms à notre avis significatifs :

- Étape Ostwald : les grands hommes à la recherche des principes et des concepts fondamentaux ;

- Étape Linné : donner un nom aux choses ;

- Étape Pascal : misère de l’homme incapable de comprendre.

1. W. Ostwald reçut le prix Nobel en 1909 après deux de ses élèves. Un émissaire du gouvernement japonais étant allé un jour lui demander des conseils sur la manière de favoriser la créativité scientifique des jeunes japonais, il répondit avec un livre qui porte le titre Les grands hommes [5]. Les découvertes de génies universels tels Michael Faraday, électrochimiste et créateur de l’électromagnétisme, et Julius Mayer, le chirurgien maritime qui énonça le principe de conservation de l’énergie, y sont mises en relation avec la personnalité et la formation de ces savants. On y voit à l’œuvre la passion d’observer et d’expliquer par des expériences interprétées à l'aide de concepts ad-hoc et mises en relation avec d'autres faits connus par des conjectures mettant en jeu ces mêmes concepts. Ostwald montre que c’était la personnalité de ces savants toute entière qui était engagée dans leur recherche. Malgré certaines réserves qu’exprime Ostwald sur l’école de l’époque de Faraday, il signale, que faute de mieux, Faraday avait organisé avec quelques amis une équipe d’études littéraires pour apprendre à donner des conférences, et il ne fait aucun doute que par ce biais il a appris à penser clairement ; car, comme le disait Karl Jaspers, penser c’est communiquer. Nous ajoutons que Faraday ne se servait pas de mathématiques de haut niveau, et pourtant ce fut à partir de ses expériences et de ses idées que James Clark Maxwell put bâtir ses fameuses équations de l’électromagnétisme.

2. Linné fut celui qui créa la première classification moderne des vivants. Dans ce but il se servit des mots genre et espèce empruntés à la théorie de la connaissance d’Aristote. Lorsqu’on analyse une situation, on perçoit des choses individuelles et on les classifie automatiquement au niveau subconscient : c’est ce que fait déjà un enfant de trois ou quatre ans. La classification consiste au début à distinguer un animal d’une plante, une fleur d’une feuille ; à quatre ans, il sait distinguer un chat d’un chien, un vieux d’un jeune, et ainsi de suite. À cinq ans, un enfant normal est déjà en condition d’emmagasiner et de se souvenir de ses expériences sous la forme d’une bibliothèque bien organisée. Par contre son patrimoine d’expériences est réduit, et le rôle principal de l'éducation devrait être justement d'enrichir ce patrimoine pour qu'il puisse atteindre la maturité.

3. L’homme a un instinct inné qui le pousse à essayer de se situer dans le monde en tant que personne. Pascal montre, particulièrement dans la pensée sur les deux infinis, que l’homme atteint ce but par la connaissance du monde tel qu’il est vraiment, aussi bien aux niveaux des dimensions qui nous sont accessibles directement qu’aux niveaux des dimensions accessibles seulement à l’aide d’instruments très compliqués et dont les signaux exigent une théorie qui permette de les interpréter. La méthode transdisciplinaire doit donc commencer par faire réaliser aux jeunes la signification, la portée et la valeur pour tout homme dans n’importe quel contexte de cet instinct qui nous pousse à essayer de comprendre. Malheureusement, l’homme peut être conditionné, comme la publicité nous le prouve amplement ; c’est pourquoi, faute d’une méthode rigoureuse et d’une habitude de se poser des questions dans tous les domaines, on peut détourner le désir d'apprendre propre à tout homme vers des réponses toutes faites ou la fausse assurance des dogmes, là où les dogmes n’ont pas de place.

Conclusion

Apprendre et développer la théorie de n'importe quelle discipline jusqu'au stade qu'Aristote appelait enèrgeia — être capable de l'appliquer de façon créative — demande donc une optique transdisciplinaire. Notre expérimentation, pour préliminaire qu'elle soit, a montré que l'insuffisance de la maturité intellectuelle des jeunes vis-à-vis de la vie ordinaire, des personnes et des choses est le résultat de l'absence de cette perspective. Nous avons essayé de faire comprendre cette considération aux jeunes participant à notre étude. Sur une vingtaine d'étudiants, dont nous avons pu nous assurer qu'ils avaient compris le problème, la plupart ne voyaient pas l'intérêt de ces considérations pour leur réussite dans la vie de tous les jours. Six ont participé à un séminaire multidisciplinaire où chacun a essayé de transmettre à ses collègues des concepts fondamentaux (par exemple la diffusion) en les appliquant à des situations de la vie ordinaire (par exemple l’analogie entre la diffusion des molécules et la dissolution d'une foule), deux ont demandé des références bibliographiques capables de les aider dans un parcours transdisciplinaire au sens donné ci-dessus. Notre impression générale est que l'autodiscipline et l'attention à la signification des mots sont des qualités indispensables pour suivre un tel parcours. Malheureusement, ce sont des qualités que l'on devrait acquérir à l'école primaire et éventuellement secondaire, mais ce n'est plus la conception de l'école en vigueur aujourd'hui.

Giuseppe Del RE
Professeur de chimie théorique à l’Université Federico II
Naples, Italie.

1 Il s'agit de la description d'une molécule où les électrons sont traités en première approximation indépendamment l'un de l'autre, un peu comme on fait pour les planètes du système solaire.

[1] Werner Jaeger, Paideia, Die Formung des Griechischen Menschen (Berlin-Leipzig: De Gruyter 1947) (vol. III).

[2] C. P. Snow, Science and Government, 1961.

[3] F. Seitz, "Decline of the generalist", Nature, vol. 403 February 2000 pp. 483-4.

[4] E. Morin, Quel savoirs enseigner dans les lycées (Paris: Centre National de Documentation Pédagogique, 1998), pp. 3-56.

[5] W. Ostwald, Les grands hommes, trad. de l'allemand (Paris: Flammarion 1919).