Des leçons de sciences du passé

L'analyse des travaux de quelques scientifiques du passé montre des particularités qui doivent nous conduire à mettre en œuvre des stratégies utile à la découverte scientifique.

Pour publier mon livre consacré à Michel Eugène Chevreul, le chimiste qui a a élucidé la structure moléculaire des graisses, j'ai été conduit à relire toutes ses publications, et c'est ainsi qu'il m'est apparu clairement qu'il avait mis en œuvre un programme de recherche expérimentale ininterrompue sur une période d'environ 10 ans.
C'est ensuite qu'il a pu se livrer à des synthèses, reprenant des synthèses partielles qu'il faisait périodiquement. Il s'agissait d'une exploration méthodique, approfondi et le résultat a été  à la hauteur de l'effort.

Ce qui est visible très nettement avec le travail de Chevreul l'est peut-être encore davantage avec Louis-Joseph Gay-Lussac, qui a enchaîné les mesures et les expériences pendant des années avant d'arriver aux découvertes sur les gaz qui l'ont rendu célèbre.

Avec Lavoisier c'est un peu différent, mais on voit bien l'ardeur d'un jeune homme qui ne s'est pas démentie expérimentalement : j'ai lu (mais pas vérifié) que Lavoisier et son épouse étaient très tôt, et très tard, tous les jours, au laboratoire. Là on pourrait dire que les 10 ans de Chevreul se sont étalés sur toute une vie mais avec des synthèses régulières,  par exemple dans le Traité élémentaire de chimie.

Pour Michael Faraday c'est un peu différent parce que son travail s'apparente à celui de Lavoisier mais avec une focalisation expérimentale encore plus nette : si Lavoisier était impliqué à l'Académie des sciences, à faire des rapports, à faire des synthèses théoriques, Faraday est resté expérimentateur. Ses réflexions théoriques se manifestent dans ces expérimentations et leur compte rendu.

Plus près de nous le cas de Pierre-Gilles de Gennes est un peu différent, et d'abord parce qu'il était théoricien,  mais je peux témoigner que dès le début de sa carrière jusqu'à la fin de sa vie, il n'a cessé de se focaliser sur son travail scientifique. Par exemple, au Collège de France, on le voyait partir le vendredi soir avec des résultats expérimentaux qui lui étaient confiée par des membres de son équipe,  et il revenait  le lundi matin avec des calculs faits et un projet d'article, fondé sur ces calculs.

Je pourrais multiplier les exemples mais dans tous les cas, les résultats scientifiques relèvent de ce labor improbus omnia vincit  :  un travail acharné, vient à bout de tout.

Comment se comporter devant un examinateur ?

En ces temps de d'examens, aidons les candidats. 

 

Je propose deux cas : celui où le candidat sait répondre à la question posée, et le cas où il ne sait pas. 

S'il sait répondre, son cas est assez facilement réglé, mais attention à ne pas laisser une perle dans le fumier. C'est parce que l'on sait répondre que l'on prendra le plus grand soin à bien mettre en valeur la réponse. Par oral, on ira droit au but, sans hésitations. Par écrit, on ne manquera pas de soigner l'écriture, la mise en page, l'orthographe... 

Si le candidat ne sait pas répondre, tout n'est pas perdu, car il y a toujours cette merveilleuse métaphore du taureau qui fonce quand on agit devant lui un torchon rouge. L'examinateur étant un enseignant, son but est de voir l'apprenant réussir à apprendre. Autrement dit, il faut lui montrer que l'on a appris, même si l'on n'a pas spécifiquement appris le point qu'il nous demande et que l'on ignore. 

Un exemple ? Soit la question « Combien de cheveux sur ma tête ? ». Une mauvaise réponse est un «  je ne sais pas », qui n'a que le mérite de l'honnêteté (2/20 ?). Une autre mauvaise réponse est « dix millions », parce que c'est du bluff idiot. Le mieux, c'est quand on analyse la question, qu'on la remâche. Des cheveux sur la tête ? Disons que les cheveux sont espacés de un millimètre, ce qui en fait 100 par centimètres carré. A raison d'une tête de 20 centimètres par 20 centimètres, cela fait 400 centimètres carrés, et l'on triplera pour considérer la nuque et les côtés, soit 1200 centimètres carrés, soit finalement 120000 cheveux. Là, l'ordre de grandeur est bon, et il faudrait être malintentionné pour récuser une telle réponse, surtout si elle est énoncée aimablement (autant être poli : cela ne coûte rien). D'accord, c'est un cas où l'on pouvait s'en tirer facilement. 

Un autre ? Je donne ici la question que je pose en Master 2 de chimie analytique, pour le cours de spectroscopie de résonance magnétique nucléaire que je fais : soit un spectre de résonance magnétique nucléaire, avec une résonance de hauteur égale à 10 (unités arbitraires). Le bruit a une intensité de 1. Quelle partie de la résonance est perdue dans le bruit ?
Dans un tel cas, il faut « remâcher la question », c'est-à-dire la faire sienne, notamment par un schéma. 
On voit ici une résonance et du bruit : une partie de la résonance se trouve effectivement dans le bruit. Toutefois un tel schéma mérite mieux : les examinateurs ont le réflexe de demander d'indiquer ce que sont les abscisses et les ordonnées. Alors autant commencer par mettre les axes, puis des libellés pour les deux axes. Souvent, alors, le problème est bien posé... et l'analyse conduit automatiquement à sa résolution. On commencera, par exemple, par considérer que c'est un problème général, qui se résout donc par des équations générales. La résonance ? Si l'on sait que les résonances de RMN sont des lorentziennes, de forme A/(B+x2), c'est tant mieux. Sinon, on écrira que la résonance est de la forme i=f(d), où i est l'intensité, et d le déplacement. Pour le bruit, on pourra considérer qu'il correspond à une bande entre i = 0 et i = e. Et l'on trouvera les intersection de la résonance en résolvant f(d)=e, ce qui conduira à deux valeurs d1 et d2. Enfin, on considérera des valeurs du signal avec les intégrales entre -∞ et d1, entre d1 et d2, puis entre d2 et +∞. Là, on le voit, il manque seulement les parties les plus mécaniques du calcul, mais l'idée y est. 

Pourquoi l'examinateur ne s'en satisferait-il pas ? Après tout, on a cherché à vraiment résoudre la question, sans le prendre pour un imbécile comme si l'on avait énoncé des choses sues sans rapport avec la question. Bref, il y a une stratégie des réponses, et autant la considérer avec autant d'attention que les matières elles-mêmes, n'est-ce pas ?