Fondation Jean Piaget - Présentation de l'œuvre
Fondation Jean Piaget

Les liens entre la sociogenèse et la psychogenèse dans le développement de la mécanique

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Le développement de la mécanique illustre bien le rôle que joue le cadre épistémique dans l’élaboration des connaissances et le développement d’une science. En effet, pour Piaget et Garcia, ce ne sont pas uniquement les progrès méthodologiques qui font avancer la science aux moments critiques de son développement, mais le cadre épistémique qui utilise ou dirige la méthodologie. Par conséquent, si l’on veut comprendre les mécanismes permettant d’expliquer les dépassements au sein d’une science, il s’avère essentiel de distinguer les aspects méthodologiques et la base épistémique qui détermine à la fois les questions qu’une théorie essaie de résoudre, les prémisses non démontrées qui sont acceptées de manière implicite ou explicite, le rapport à l’expérience et à la théorie ainsi que le rôle des mathématiques dans la formulation d’une théorie physique. Ce sont en effet les fondements épistémiques sous-jacents à l’application d’une méthodologie qui vont déterminer les critères en fonction desquels une théorie sera considérée comme scientifiquement satisfaisante.

La mécanique en tant que science ne débute qu’au 17e siècle, avec l’introduction explicite de la notion d’inertie qui relie la force à l’accélération et non à la vitesse, et elle est précédée par une longue période préscientifique. Or ce qui fait essentiellement la différence entre la science aristotélicienne et la science moderne ne réside pas dans le rôle qu’y joue l’observation ou dans l’emploi de méthodes déductives. Elle tient essentiellement au cadre épistémique qui guide la recherche, autrement dit au cadre conceptuel servant de référence à la réflexion scientifique. Piaget et Garcia analysent le passage de la mécanique des Grecs à celle du 17e siècle, en passant par la science médiévale du mouvement, comme résultant d’un changement de cadre épistémique comportant trois grandes transitions. La première consiste dans l’élimination graduelle de pseudo-nécessités et de pseudo-impossibilités que Piaget retrouve dans la psychogenèse et qui traduisent respectivement une confusion entre le général et le nécessaire et une indifférenciation entre le factuel et le normatif. Les prémisses considérées par Aristote comme nécessaires et indémontrables tiennent lieu d’interdiction imposant des limitations au développement d’hypothèses et au progrès de la théorisation scientifique. Elles rendent notamment impossible l’idée de penser à une composition des forces et expliquent l’élaboration très lente au cours de l’histoire des concepts de quantité de mouvement et d’énergie cinétique. Aussi le passage de la mécanique d’Aristote à celle de Newton va-t-il impliquer une élimination graduelle des pseudo-nécessités et pseudo-impossibilités. La seconde transition consiste dans le passage des attributs aux relations qui va de pair avec l’introduction de la mesure puisque celle-ci consiste précisément à comparer et à établir des relations. Les propriétés (attributs) initialement considérées comme absolues en viennent ainsi à se dissoudre dans des systèmes de relations, ce qui conduit à une relativisation des concepts qui va d’ailleurs se retrouver dans toutes les révolutions scientifiques subies par la mécanique, notamment dans le passage de la physique newtonienne à la physique einsteinienne. La troisième transition consiste à passer de la recherche de causes dernières à la construction de systèmes de transformations permettant l’établissement de dépendances fonctionnelles entre des variables et leur quantification. Elle a entraîné au 17ème siècle une profonde révision de la conception des rapports entre la mathématique et le monde des phénomènes physiques.

Le passage d’une étape à la suivante fait intervenir trois grands mécanismes fonctionnels précoces qui apparaissent communs à la psychogenèse et à la sociogenèse et vont jouer un rôle important non seulement dans le développement des connaissances préscientifiques, mais également dans les sciences de niveaux supérieurs. Un premier mécanisme consiste en la «libération des pseudo-nécessités», liées à une première forme d’indifférenciation entre ce qui est général et ce qui est nécessaire, bloquant le processus de construction. Ces pseudo-nécessités, d’autant plus fréquentes que les connaissances en sont à leurs phases initiales, conduisent à limiter les observables possibles, le sujet éprouvant de la difficulté à imaginer d’autres possibles que ce qui est actualisé en une réalité donnée. Elles donnent lieu à de fausses généralisations. Un second mécanisme particulièrement important est le passage des prédicats aux relations qui correspond aux étapes intra, inter et trans, communes à la psychogenèse et à la sociogenèse et qui assurent l’ouverture continuelle sur de nouveaux possibles. C’est ce qui permet de dépasser les observables dans la direction d’un système opératoire de transformations. Enfin, un troisième mécanisme, liée à la recherche des raisons, consiste en l’élaboration de modèles explicatifs qui conduisent à plonger le réel en des systèmes de compositions à la fois possibles et nécessaires. C’est ainsi que s’effectue le passage d’une logique appliquée, propre à la méthodologie, aux opérations attribuées au réel, sources d’explications causales qui permettent de découvrir les relations nécessaires au sein du réel en les intégrant à un système de possibles déductibles.

Dans le domaine de la mécanique, Piaget et Garcia constatent qu’il est possible d’établir des analogies entre la psychogenèse et l’histoire des sciences non seulement en ce qui a trait aux mécanismes en jeu dans le passage d’une étape à la suivante, mais également en ce qui concerne les concepts utilisés par l’enfant pour expliquer certains phénomènes et les conceptions de nature préscientifique se succédant d’Aristote à Newton. Ce qu’illustre ces deux développements est le retard souvent considérable de la construction réflexive d’une notion sur son usage non thématisé, retard qui résulte lui-même des difficultés liés à sa prise de conscience. Quatre grandes périodes, selon Piaget et Garcia, marquent l’histoire de l’impetus. D’abord, celle de la physique aristotélicienne qui fait intervenir deux moteurs, la cause extérieure et le moteur endogène, puis la période où le moteur interne n’est plus évoqué, le mouvement étant provoqué par une force motrice globale, sans distinction entre force et impulsion. Vient ensuite la période où l’élan (impetus), résulte de la force et produit le mouvement avant que l’impetus ne soit conçu comme le résultat du mouvement causé par la force, ce qui finira par se traduire en accélération. Piaget retrouve des étapes analogues dans la construction psychogénétique de la notion d’impetus où l’essentiel du progrès accompli tient à un effort de quantification bien qu’il n’y ait pas encore de recours à une métrique proprement dite. À partir d’un état d’indifférenciation initial, s’effectue une première différenciation conduisant à l’élimination du moteur interne au profit du moteur externe dû à des correspondances plus précises entre les mouvements, leurs conditions et leurs résultats. Mais ce moteur externe devient à son tour un complexe indifférencié sous la forme d’une action globale mve, avant que ne soient distingués la vitesse, l’élan et la force, mais sans relation causale suffisamment générale pour relier la force, le mouvement et la vitesse. Suit la découverte empirique de l’accélération, permettant d’unifier la vitesse et l’élan qui se confond alors avec l’accélération. Cette structuration s’accompagne de trois sortes de conservation : celle du poids qui ne varie plus avec la vitesse, rendant alors possible la conservation de la quantité de mouvement, puis celle de la hauteur du point de départ qui se retrouve au point d’arrivée en cas de piste descendante et de remontée.

Ces analogies entre les deux échelles de développement n’impliquent évidemment pas de considérer la psychogenèse comme une simple récapitulation de la sociogenèse. D’une part, il va de soi qu’on ne peut établir de liens entre le contenu des concepts de la physique newtonienne et ceux de la psychogenèse. D’autre part, s’il est possible d’établir certaines convergences entre des théories du passé, marquant l’histoire de l’impetus, et certaines constructions intervenant au cours de la psychogenèse, ces développements se situent à des niveaux de pensée bien différents. L’histoire scientifique de l’impetus ne constitue donc pas une simple transposition, sous une forme réflexive, de ce qui a été élaboré aux niveaux élémentaires. Entre la succession des théories réflexives propres à la science et les niveaux de prise de conscience et de conceptualisation élémentaire des schèmes d’actions s’intériorisant en opérations, il existe des différences considérables de paliers hiérarchiques. Ce qui relie ces deux échelles de développement est l’existence d’un même processus de formation consistant à reconstruire ce qui précède en l’intégrant dans ce qui suit, conservant certaines constructions antérieures tout en en élaborant de nouvelles de façon à éliminer les contradictions qui subsistent, ce qui conduit à modifier l’objet lui-même. Pour Piaget et Garcia, les processus de construction ont donc les mêmes caractéristique d’un bout à l’autre de l’échelle. En effet, le passage d’un niveau à un autre fait toujours intervenir deux types d’abstraction, empirique et réfléchissante, sources de deux formes de généralisation, inductive et constructive, intervenant dans la construction de tous les concepts physiques. L’abstraction empirique permet d’identifier les fonctions sur la base desquelles seront construits de nouveaux concepts applicables à un certain domaine de réalité. L’abstraction réfléchissante élargit ces concepts à d’autres domaines de la réalité qu’ils rendent ainsi intelligibles. Le passage des généralisations inductives, se limitant à passer du «quelques au «tous», aux généralisations constructives ou complétives, de nature déductive, traduit en fait un passage très graduel de l’extrinsèque à l’intrinsèque, permettant de conférer aux variations initialement constatées un caractère de nécessité.

©Marie-Françoise Legendre

Toute extrait de la présente présentation doit mentionner la source: Fondation Jean Piaget, Piaget et l'épistémologie par M.-F. Legendre
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Citations

Évolution historique d’une science
(…) la clé de l’interprétation de l’évolution historique d’une science est la recherche du comment on passe d’une étape à la suivante, c’est-à-dire quels sont les mécanismes en jeu à chaque étape et quels sont ceux qui facilitent le dépassement permettant d’aboutir au niveau supérieur. P.H.S., p. 71

Physique d’Aristote
(…) deux aspects fondamentaux semblent caractériser la physique d’Aristote. En premier lieu, l’absence de composition opératoire des mouvements, des vitesses ou des forces, malgré ses connaissances géométriques ; c’est la qualité et non pas la quantité, qui est essentielle à ces réalités mécaniques, et une qualité donnant lieu à de simples descriptions, sans encore de composition effective. I.E.G., Vol. II, pp. 78-79.
(…) le relatif, dans un système du monde, est la mesure des opérations auxquelles est astreint le sujet connaissant. Dans la conception d’Aristote, cette relativité consiste à corriger certaines intuitions (…), mais, au total, sa physique demeure une simple traduction phénoméniste de l’apparence sensible, en conséquence du caractère d’égocentrisme et d’absolu auquel il s’attache. I.E.G., Vol. II, p. 82.

Contribution de Newton
Sa contribution la plus géniale – mis à part la synthèse de la mécanique des corps célestes et sublunaires (…) - a été celle des problèmes de la dynamique en tant que problèmes à conditions initiales (…) les valeurs des paramètres d’un système à un moment et à un endroit donnés (…) déterminent l’évolution ultérieure du système. P.H.S., p. 77

Passage de la physique aristotélicienne à la physique newtonienne
Ce ne seraient donc pas les progrès méthodologiques qui auraient entraîné la formation de la physique du XXVIIe siècle par une simple substitution de faits expérimentaux bien établis aux données trop incomplètes et inexacte d’Aristote, mais la découverte de nouveaux problèmes et les transformations du cadre épistémique. P.H.S., p. 99.
Relativisation des concepts La longueur et l’intervalle de temps, conçus comme des propriétés absolues dans la mécanique newtonienne, seront relativisées par Einstein. (…) ces propriétés de niveau supérieur subiront le même processus historique, puisque même la vitesse relativiste d’une particule perdra son sens absolu pour devenir, dans la mécanique quantique(…) un instrument de mesure. P.H.S., p. 76

Évolution des théories physiques
(…) chaque théorie scientifique, d’Aristote à Einstein, cherche à dégager un absolu au travers des systèmes de référence considérés comme relatifs, mais (..) cet absolu se transforme notablement lui-même d’une théorie à l’autre. Rien n’est plus instructif, à cet égard, que la comparaisons des absolus einsteiniens avec ceux de la mécanique classique. I.E.G., Vol. II, p. 93
(…) dans la mesure où la succession de ces trois grandes étapes de la pensée physique est caractérisées par une suite de décentrations toujours plus grandes, exigées du sujet, donc par une activité opératoire toujours plus nécessaire pour assurer le contact avec les «faits», on peut soutenir réciproquement que l’objet physique recule à une distance croissante à partir de l’expérience directe. L’expérience est, en effet, d’autant plus phénoméniste que le sujet demeure égocentrique : le phénoménisme exprimant la surface du réel tel qu’il apparaît au sujet, et l’égocentrisme exprimant l’aspect le plus immédiat ou le plus local, donc aussi le plus superficiel, de l’activité propre, on peut dire que l’union initiale du phénoménisme et de l’égocentrisme exprime ainsi la limite commune à l’objet et au sujet, la plus extérieure à tous deux à la fois. I.E.G., Vol.II., p. 99.

Pseudo-impossibilités
L’impossible subjectif, qui en positif correspond à ce que l’on peut appeler une «pseudo-nécessité» (…) impose des limitations arbitraires mais d’autant plus contraignantes. P.I.N., p. 291

Difficultés des nouvelles ouvertures
(...) par leur caractère même de nouveauté, elles violent les interdits de la pseudo-impossibilité ou, ce qui revient au même, doivent abattre les limitations imposées par les pseudo-impossibilités. En d’autres termes la difficulté des nouvelles ouvertures ne consiste pas seulement à imaginer du neuf, mais à abolir les limitations que le réel en place oppose aux possibles en devenir, l’accroissement des possibles se présentant également, de ce fait, comme une victoire progressive mais laborieuses sur ces limitations. P.I.N., pp. 291-292
Au total, l’évolution générale que nous croyons déjà discerner (…) semble caractérisées par trois phases : une première étape d’indifférenciation, où le réel apparaît en plus comme pseudo-nécessaire et où le possible se limite à ses prolongements prévisibles les plus immédiats ; en second lieu une phase de différenciations, où le possible et le nécessaire se distinguent de simples « faits» (états ou transformations du réel) et s’accroissent tous les deux progressivement en enrichissant déjà ce «réel». Troisièmement une étape finale d’intégration où les synthèses graduelles du possible et du nécessaire se subordonnent le réel en le structurant d’autant mieux. P.I.N., p.. 298.

Abstraction empirique
(…) à tous les niveaux, et cela sans exception, son fonctionnement exige l’emploi de schèmes assimilateurs dont la formation relève, pour une part au moins, de l’abstraction réfléchissante. Mais aux stades initiaux, il est clair que proportionnellement les actes d’abstraction empirique sont beaucoup plus nombreux que les interventions de l’abstraction réfléchissante. (…) aux stades ultérieurs, la proportion se renverse (…) sa subordination croissante aux abstractions réfléchissantes renforce ses pouvoirs et aboutit à des progrès considérables en nombre absolu ainsi qu’en qualité, autrement dit en adéquation au réel. R.A.R., pp. 320-321

Abstraction empirique et réfléchissante
(…) l’évolution des deux grands types d’abstraction (comporte) (…) une absence remarquable de symétrie : en effet, l’abstraction réfléchissante s’épure toujours davantage en vertu de son propre mécanismes de réflexion sur els réflexion, tandis que l’abstraction empirique ne parvient à accomplir ses progrès en affinement et en objectivité (…) qu’en s’appuyant de plus en plus fortement sur la collaboration nécessaire de l’abstraction réfléchissante. R.A.R. pp. 319-320.
(…)
(…) le premier niveau de l’abstraction réfléchissante est celui où sa fonction essentielle est d’élaborer des cadres assimilateurs en vue de l’abstraction empirique, donc des formes ajustables à leur contenus extralogiques. (…)

Abstraction réfléchie
Quant à l’abstraction réfléchie elle demeure assez systématiquement en retard sur le processus réfléchissant jusqu’au moment (…) où elle devient l’instrument nécessaire des réflexions sur la réflexion antérieure et où elle permet finalement la formation d’une métaréflexion ou pensée réflexive qui rend alors possible la constitution de systèmes logico-mathématiques de caractère scientifique. R.A.R. p.320

Rôle de l’abstraction dans la pensée scientifique
À comparer l’ensemble de nos connaissances expérimentales actuelles, aux échelles microphysiques ou astronomiques et cosmiques comme aux échelons moyens, à ce dont les physiciens du XXVIIe ou encore du XIXe siècle devaient se contenter, le progrès en nombre absolu de constatations nouvelles est assurément considérable. Mais chacune des mesures obtenus, y compris à notre échelle mais a fortiori, en se rapprochant des frontières du mesurable, suppose un monde d’élaborations théoriques nécessaires aussi bien à l’énoncé des questions posées à la nature qu’à la construction des appareils indispensables. R.A.R. p.321.

Formes de généralisation
Il existe, en fait, deux sortes de généralisations dont on peut suivre les manifestations successives dès le début de l'intelligence enfantine jusqu'aux sommets de la pensée scientifique. La première ne comporte aucun pouvoir explicatif et ne satisfait l'esprit que provisoirement. C'est celle qui va du fait individuel à la loi, c’est-à-dire du rapport plus spécial au plus général (...). La seconde forme de généralisation procède au contraire par composition opératoire et s'accompagne alors d'un pouvoir explicatif lié à la nécessité des compositions en jeu: (…) la loi générale est alors explicative dans la mesure où elle apparaît nécessaire et elle devient telle dans la mesure où la généralité est construite et non pas constatée, et où la généralisation de la construction émane de sa nécessité opératoire». I.E.G., Vol. II, pp.281-282.
«La généralisation mathématique consiste (…) en une construction opératoire telle que le général soit plus riche et non plus pauvre que le spécial ou le singulier parce que s'il ne possède pas les qualités propres aux cas particuliers, il revêt le mode de composition permettant de construire l'ensemble de ces cas et de les transformer les uns dans les autres». I.E.G., Vol. II, p. 287

Généralisations inductive et constructive
(…) les généralisations extensionnelles fondées sur les seuls observables (…) se bornent à généraliser de «quelques» à «tous» les faits ou les relations constatées, donc les observables à titre de contenus de ces constatations. R.G., p. 220
(…) Tout autre est donc le passage du «quelque» au « tous» en une généralisation logico-mathématique, où les formes actuellement construites créent de nouveaux contenus (…) tandis que les contenus des généralisations inductives ne sont fournis que par les observables attachés aux objets. R.G., p. 220
(…) la généralisation constructive ne consiste pas à assimiler de nouveaux contenus à des formes déjà constituées. Mais bien à engendrer de nouvelles formes et de nouveaux contenus,. Donc de nouvelles organisations structurales. R.G., p. 221.

Différences entre généralisations inductive et constructive
En tant que construisant du neuf à partir du connu (…), la généralisation constructive procède naturellement par différenciations et intégrations puisque les nouveautés ne se superposent pas simplement à ce qui précède, mais en dérivent en partie. R.G., p. 227
(…) Mais si les généralisations inductives comportent ainsi de continuelles différenciations, spontanées ou dues à des abstractions pseudo-empiriques (…), il en existe aussi au sein des généralisations inductive, sauf qu’elles sont alors imposées par les objets extérieurs et non pas endogènes. Il y a donc là une nouvelle opposition fondamentale entre les deux formes de généralisation, selon que les différenciations sont exogènes, et dues à de nouveaux observables non prévus, ou qu’au contraire elles soient liées aux transformations internes du système. R.G., pp. 227-228

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On dit en général que la pensée est tantôt pure, tantôt gouvernée par les sentiments. Ce sont là expressions impropres, car le sentiment accompagne toujours la pensée. Mais tantôt les sentiments, comme la pensée, s’attachent à des règles (à la fois morales et logiques) d’objectivité et de cohérence, et alors la pensée est rationnelle, tantôt les sentiments comme l’intellect demeurent égocentrique, c’est-à-dire préfèrent la satisfaction du moi à la vérité, et alors la pensée est pré-ou illogique.