Les courbes d’évolution Qu’est-ce que l’anthropocènedavid.aubin/cours/CELSA... ·...

CELSA-Histoiredessciences 02/03/17

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Histoire des sciences Fondements du savoir, institutionnalisation

des sciences & enjeux contemporains 2016–2017

Cours 7: « Nouvelles histoires de la globalité »

David Aubin

Programme 2016–2017

1.  (jeudi 17 nov. 2016, 14h-16h) Les fondements du savoir scientifique: l’exemple de la révolution astronomique

2.  (jeudi 24,nov. 2016, 14h-16h) La révolution astronomique

3.  (jeudi 8 déc. 2016, 14h-16h) Naissance des sciences empiriques

4.  (vendredi 13 jan. 2017, 16h-18h) Révolution scientifique et Lumières: sciences d’experts, Sciences pour le peuple, sciences pour l’Etat.

5.  (jeudi 26 jan., 14h-16h) Une histoire naturelle des technosciences

6.  (vendredi 16 février, 14h–18h) Contre-histoires de la modernité

7.  ??? Nouvelles histoires de la globalité

8.  (date à venir) Évaluation: QCM.

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Qu’est-ce que l’anthropocène ?

Interconnexions: les aires urbaines, les voies terrestres, maritimes et aériennes. Croissance exponentielle: population, longévité, émission de CO2, déforestation, perte de biodiversité, etc. La « grande accélération ».

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Exponentielle Courbe logistique

Gaussienne, puis asymptote

Gaussienne Chaos

Les courbes d’évolution des systèmes


La terre: objet d’histoire

Globe terrestre

  Le globe de Ptolémée

  à les réseaux, l’exponentielle Le plus ancien globe terrestre connu. Œuf d’autruche gravé, 1504.

Planète Terre

  L’hypothèse Gaïa (Lovelock, 1970).

  à les boucles de rétroaction, les courbes gaussiennes et logistique, le chaos…

La « bille bleue », photographie de la Terre prise par les astronomes d’Apollo XVII, en 1972.


Du réseau à la rétroaction

Le réseau La boucle de rétroaction

« feedback »



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Comment s’est construit le monde global?

  La multiplication des réseaux   Techniques   Scientifiques   Humains   Économiques   Mixtes

  Le rôle des guerres   Les leçons de la Première Guerre mondiale   Les sciences dans Seconde Guerre mondiale   L’expansion économique d’après-guerre et la Guerre froide   La « Big Science » et les nouveaux réseaux


Programme de la séance

1. Les réseaux de la société industrielle, la grande accélération et la « Big Science »

2. Les leçons de la Première Guerre mondiale et la mobilisation pendant la Seconde Guerre mondiale

3. La Guerre froide, 1945 – 1989 guerre technoscientifique globale

4. L’agir environnemental global et l’avenir des technosciences.


Les réseaux de la société industrielle, la grande

accélération et la « Big Science »


Une Locomotive à vapeur (1837)

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Expansion du Réseau Ferroviaire en France

Les lignes télégraphiques sous-marines en 1887

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Arc de méridien et de parallèle mesurés, 1890

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Carte des différentes races humaines (Allemagne, fin 19e siècle)

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Carte des courants marins, M. F. Maury, 1858

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Carte des vents et des courants, US Air Force (Scripps Oceanographic Institute and US Weather Bureau)

Seconde Guerre Mondiale

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Industrialisation

« Déglobalisation » après la Grande Guerre

« Grande accélération »

Les sciences au 20e siècle Accélération et « Big Science »

  Liste de 345 découvertes et inventions majeures dans l’Encyclopedia britannica (2003) [J. Folta, Acta hist. rer. nat.(2007)].   Etats-Unis: 50%;

France, BG, Allemagne: 25% Autre: 50%

  Explosion de la production scientifique   L’exemple des

mathématiques

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avant 1750 16%

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Dégager des tendances dans les sciences

1.  Un nouvel atomisme

2.  La « molécularisation » du vivant

3.  Ordinateurs, calcul et complexité

4.  Le spatial et l’avalanche des données

5.  L’émergence de l’environnement « global »

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1. Un nouvel atomisme : des révolutions en physique

  1898: découverte de l’électron (J. J. Thompson)

  1900: le quantum d’énergie de Max Planck

  1905: relativité restreinte d’Albert Einstein à E = mc2.

  1912-1913: atome de Rutherford; atome de Bohr

  1917: relativité générale (Einstein): l’univers est courbe

  1924: la mécanique quantique (Schrödinger, Heisenberg)

  1931: découverte du positron (Dirac)

  1932: le neutron (Chadwick, Joliot-Curie)

  1939: la fission nucléaire (Otto, Lise Meitner)

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1. Un nouvel atomisme: la science lourde / « Big Science »

Le cyclotron de E.O. Lawrence, à Berkeley en Californie, 1936

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1. Un nouvel atomisme: nouvelle arme et nouvelle énergie

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Le mécanisme de la fission nucléaire

Bombe atomique sur Nagasaki, 9 août 1945

2. La « molécularisation » du vivant

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1953 – Découverte de l’ADN

James Watson et Francis Crick Le rôle de Rosalind Franklin

3. Ordinateurs, calcul et complexité

1946 – ENIAC, Philadelphie, États-unis.

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4. Le spatial et l’avalanche de données

Fusée allemande V2, 1945

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5. L’émergence de l’environnement « global »

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1975 – U.S. Committee for the Global Atmospheric Research Program (GARP)

Les leçons de la Première Guerre mondiale et la mobilisation

pendant la Seconde Guerre mondiale

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Paul Appell en 1914 Doyen de la Faculté des Sciences.

Président de l’Académie des Sciences.

Président de la Commission des inventions intéressant la défense nationale.

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« Que faut-il penser ? La Science, la Philosophie, la Religion ne sont-elles donc que des mots vides de sens, faux semblants hypocrites ?... Ont-ils donc perdu toute leur peine, les hommes de pensée et les hommes d’action qui ont consacré un si long effort à substituer dans le monde le règne de la Justice au règne de la force brutale ? Il faut répondre : Non, mile fois non ! »

Paul Painlevé, en 1915 Ministre de l’Instruction publique et des inventions intéressant la

défense nationale en 1915.

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Paul Painlevé en 1918 Ministre des inventions, 1915.

Président du Conseil, 1917.

Président de l’Académie des Sciences en 1918.

La neutralité morale des sciences à qui servent pour le bien comme pour le mal.

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Il n’y pas une géométrie française, une géométrie allemande, il y a une géométrie. La science est comme le fer: elle peut servir au meilleur comme au pire.


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Les « leçons » de la Première guerre mondiale

  Charles Moureu, chimiste au Collège de France:   « Nous sommes à un âge nouveau : l’âge

scientifique et industriel. » à un livre américain: A New World of Science.

  « Pour nous chimistes, la guerre continue, et peut-être plus âpre qu’elle ne le fut jamais. »

  Une politique internationale d’exclusion des savants allemands:   Emile Picard: « Si lointaine qu’apparaisse

encore la fin de la guerre, elle viendra cependant un jour, et la lutte reprendra alors sous une autre forme avec un ennemi perfide qui, si abattu soit-il, cherchera d’une manière ou d’une autre à se relever de sa défaite. Les hommes de mon âge ne connaîtront plus jamais des jours tranquilles »

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La recherche scientifique: une mission de l’Etat

  Des organismes de recherches:   Caisse des recherches scientifiques (Jean Perrin)   Office national des recherches scientifiques, industrielles et des

inventions

  De nouveaux laboratoires, de nouveaux enseignements:   Chaire d’aviation et laboratoire   Laboratoire de chimie industrielle   Institut Henri Poincaré; Institut de Statistiques de l’Université

de Paris

  Des réseaux de recherches:   La mécanique des fluides dans les années 1930.

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Mobilisation scientifique en 1939-1940

  19 octobre 1939: Création du CNRS (Centre national de la recherche scientifique)   Objectifs:

  « coordonner l’activité des laboratoires en vue de tirer un rendement plus élevé de la recherche scientifique ».

  « assurer des allocations aux chercheurs et de rémunérer les aides techniques...

  « étudier la création ou l’extension de laboratoires et éventuellement d’y participer.../

  « intervenir dans les services auxiliaires de la recherche (missions, publications)... »

  « ... effectuer des recherches à la demande des pouvoirs publics ».

à Se met à la disposition de l’État en cas de mobilisation générale.

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La Seconde Guerre mondiale: Des innovations technoscientifiques marquantes

Bombe atomique sur Nagasaki, 9 août 1945 Fusée allemande V2, 1945

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Le projet Manhattan

•  Aout 1939: la lettre d’Einstein à l’instigation de Léo Szilard

•  Octobre 1939: Advisory Committee on Uranium (Briggs, Szilard, Wigner, Teller).

•  Mars 1940: Maud Committee en Angleterre (Frisch, Peierls)

•  28 juin 1941: Office of Scientific Research and Development. •  S-1 (Uranium) Committee

•  9 octobre 1941: lors d’une réunion avec Vannevar Bush, le Président Roosevelt approuve le programme atomique, placé sous autorité de l’armée.

•  7 décembre 1941: attaque sur Pearl Harbor

•  18 décembre 1941: première réunion du S-1 Committee

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Les sites majeurs du projet Manhattan

Oak Ridge 1942 Usine

d’enrichissement de l’uranium

Chicago 1941 Première pile

atomique (E. Fermi)

Hanford 1942 Usine de

production de plutonium

Trinity 16 juillet 1945

Premier test

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Organigramme en 1946

Vannevar Bush (1890-1974)

L’analyseur différentiel dans les années 1930: à un ordinateur analogique programmable.

Président du MIT (Massachusetts Institute of Technology)

Directeur de l’Office of Scientific Research and Development (OSRD) en 1941.

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1944 – HOWARD AIKEN & GRACE HOPPER – HARVARD MARK I COMPUTER

  Mark1, le premier calculateur universel.   De son vrai nom: Automatic Sequence

Controlled Calculator (ASCC), construit par IBM pour l’université Harvard.

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1943/1944 – COLOSSUS MARK I & II

  Les premières machines électroniques programmables. Utilisées en Angleterre pour décoder les communications allemandes.

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1946 –JOHN ECKERT & JOHN W. MAUCHLY – ENIAC 1 COMPUTER

  Electronic Numerical Integrator And Computer.   Le premier

ordinateur électrique capable d’être programmé pour résoudre n’importel quel problème.   Programmable à la

main.   17,000 tubes   27 tonne   150 kW de puissance

nécessaire.

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« FIRST DRAFT OF A REPORT ON EDVAC » (J. VON NEUMANN, 1945)

Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC)

  Programme enregistré

  Une machine universelle de Turing (1936)

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Les sciences, une frontière infinie

•  Rapport de Vannevar Bush au président Roosevelt, juillet 1945.

•  Transformer la machine de guerre pour la paix. •  La « guerre contre les

maladies »

•  Le « bien-être national »

•  L’éducation scientifique

•  Les organismes de recherche à National Science Fondation.

•  La nationalisation de la recherche scientifique

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La Guerre froide Guerre scientifique globale

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LA PREMIÈRE BOMBE ATOMIQUE SOVIÉTIQUE

LE 29 AOÛT 1949

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1947 –LE TRANSISTOR

Inventé par William Shockley (assis) John Bardeen & Walter Brattain aux Bell Labs. Le transistor remplace les tubes à vides par des circuits électroniques à l’état solide.

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1951 – UNIVAC

  Premier ordinateur commercial

  47 unités sont construites entre 1951 et 1958.

8 mètres par 17. 5 600 tubes 18 000 diodes Sa mémoire interne est de 1008 mots de 15 bits.

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Grace Hopper 1906-1992

Développe le premier compilateur (A-0, ARITH-MATIC, MATH-MATIC et FLOW-MATIC), alors qu’elle travaille pour la compagnie Remington Rand sur l’UNIVAC I.

Rejoint ensuite la Marine américaine où elle travaille sur COBOL.

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Grace Hopper, 9 septembre 1947

LE PREMIER « BUG » (UN INSECTE)

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AUBIN

GUERRE DE CORÉE (1950-1953) La guerre froide se réchauffe à les crédits de recherches explosent

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LA PREMIÈRE BOMBE H, 1ER NOVEMBRE 1952 « Mike Shot » à Enewatak dans le Pacifique :

Une puisseance égale à 450 fois la bombe de Hiroshima

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Premier satellite artificiel, lancé par les Soviétiques le 4 octobre 1957.

1957 – SPOUTNIK

La course à l’espace

  if we are to win the battle that is now going on around the world between freedom and tyranny, the dramatic achievements in space which occurred in recent weeks should have made clear to all of us, as did Sputnik in 1957, the impact of this adventure on the minds of men everywhere... Now it is time to take longer strides-time for this nation to take a clearly leading role in space achievement, which in many ways may hold the key to our future on Earth. ...

  I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the Moon and returning him safely to the Earth".

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Président John F. Kennedy, 25 mai 1961


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Missions Apollo, 1961–1972

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Buzz Aldrin et Niel Armstrong, sur la Lune, 20-21 juillet 1969

  William Anders à bord d’Apollo 8, le 24 décembre 1968.

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- D. AUBIN

Développement d’une force de frappe (missiles balistique)

La face caché du programme spatial

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•  Coopération internationale au-delà du Rideau de fer.

•  Des objectifs militaires évidents à l’ère atomique: la haute atmosphère, les fonds marins, la sismologie.

•  La naissance des sciences de l’environnement.

Année géophysique internationale 1957–1958

Margaret Hamilton (née en 1936) Responsable du développement des logiciels pour les missions Apollo

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Jack Kilby chez Texas Instruments & Robert Noyce chez Fairchild Semiconductor inventent indépendamment l’un de l’autre les premiers circuits intégrés, ou “puces”.

1958 – CIRCUIT INTÉGRÉ

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Le PDP-1 de DEC et le 7090 d’IBM.

1960 – PREMIERS ORDINATEURS À TRANSISTORS

CELSA - D. AUBIN



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Douglas Engelbart fait la démonstration de sa “souris”.

1964 – LES CONCEPTS DE LA SOURIS ET DES FENÊTRES

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Ancêtre de l’internet, financé par ARPA (Advanced Research Projects Agency).

1969 - ARPANET

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1977 – CROISSANCE D’ARPANET

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Scelbi Mark-8 Altair et IBM 5100.

Suivent l’Apple I,II, le TRS-80, et le Commodore Pet en 1977.

1974/1975 – ORDINATEURS PERSONNELS

CELSA - D. AUBIN

Le réseau global d’internet, aujourd’hui

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Loi de Moore

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•  Énoncée en 1965-1975 par Gordon Moore, ingénieur de Fairchild Semi-conductor (Intel).

•  Nombre de transistors sur une puce double tous les 18 mois.



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L’agir environnemental global et le futur des technosciences.

Budget fédéral américain pour la R&D (militaire vs. non militaire)

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Bud

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llars

c

ons

tant

s 20

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R&D non militaire

R&D militaire

Reagan Bush

Sources: http://w

ww

.aaas.org/page/historical-trends-federal-rd

1957 Spoutnik

Proportion de la R&D non militaire par secteurs, aux Etats-Unis (1953–2015).

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2003

2008

2013

Autre

Environnement

Energie

Sc. fondamentale

Spatial

Santé

Sources: http://w

ww

.aaas.org/page/historical-trends-federal-rd

Conquête de l’espace

Choc pétrolier

Montée en puissance du biomédical

Pas d’augmentation du budget environnement

Sources de financement global de la R&D aux Etats-Unis (1953–2012)

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Industrie 70% en 2000

Utilisation des financement globaux de la R&D aux Etats-Unis (1953–2012)

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2009

Other Nonprofits

FFRDCs*

Univ.

Industry

Federal Industrie constante à 70%

Part croissante de l’université

Naissance des sciences de l’environnement

  1962, publication de Silent Spring par Rachel Carson   Utilisation incontrôlée de

pesticide est en train de détruire la faune sauvage.

  Une lente prise de conscience qui s’appuie sur les sciences de la Guerre froide   Satellites pour les données,

  Modèles sur ordinateurs, etc.

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La croissance exponentielle

02/03/17 CELSA - D. AUBIN 73

Herbert Bayer, World Geo-Graphical Atlas (1953).

02/03/17 74 CELSA

- D. AUBIN

Une modélisation mathématique de l’évolution du système-Terre.

1972 – Limites à la croissance, par Club de Rome.

Mise à jour du modèle (Graham Turner, 2012)

02/03/17 CELSA - D. AUBIN 75

L’effondrement est-il inévitable?

02/03/17 CELSA - D. AUBIN 76

L’impasse de l’anthropocène

  Croissance exponentielle dans une planète finie

  Les limites atteintes ou bientôt atteintes: un néo-malthusianisme?   Par ex.: épuisement des ressources (pétrole).

  Les frontières   Par ex.: le changement climatique.

  Le statu quo semble insoutenable, pourtant les mesures prises semblent insuffisantes. (e.g. COP 21)

  Qui est responsable ? Qui peut faire quelque chose ?

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CONCLUSION GÉNÉRALE

  Les sciences ne disent la vérité et ne guident l’action humaine que dans le cadre de systèmes épistémologiques et socio-politiques précis.   Toute connaissance est le résultat d’un négociation locale.

  Les sciences de l’époque moderne ont pu être efficaces et transformer le monde, grâce à la coupure moderne (nature/culture; société/environnement; science/politique).   Cette coupure ne fut jamais complète et toujours contestée.

  Aujourd’hui, il n’est plus tenable de maintenir cette coupure moderne. Pour autant, le futur reste à inventer.   Mais il y a urgence à agir dans un monde qui reste plus incertain

que jamais.

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