Il existe un type de partisan de l’athéisme gnou et/ou du scientisme qui adopte une attitude très noire et blanche sur la définition de la science et aussi sur l’histoire de la science. Pour ces gens, et ils sont étonnamment nombreux, les théories sont soit justes, et donc scientifiques, et aident au progrès de la science, soit fausses, et donc non scientifiques, et entravent ce progrès. Bien sûr, du point de vue de l’historien, cette attitude ou cette position ne peut être considérée qu’avec incrédulité, car notre gnou athée partisan du scientisme rejette le géocentrisme, la théorie du phlogiston et le lamarckisme comme faux et donc à jeter dans la poubelle de l’histoire tout en acclamant Copernic, Lavoisier et Darwin comme des dieux de la science qui nous ont fait sortir de la vallée de l’ignorance vers le soleil de la pensée rationnelle.
J’ai déjà abordé cette situation à plus d’une occasion, mais en tant qu’historien des sciences, je pense que c’est une leçon qui doit être répétée à intervalles réguliers. Parce que c’est la « Semaine nationale de la chimie 2015 » de l’American Chemical Society, je vais réexaminer la théorie du phlogiston dont le créateur Georg Ernst Stahl est né le 22 octobre 1659 à Ansbach, qui se trouve en Moyenne-Franconie, juste en bas de la route où je vis.
Georg Ernst Stahl (1660-1734) Source : Wikimedia Commons
Stahl a eu une carrière assez conventionnelle, étudiant la médecine à l’université d’Iéna de 1679 à 1684. 1687, il devient médecin de la cour du duc de Sachen-Weimar et en 1694, il est nommé professeur de médecine à l’université de Halle, nouvellement fondée, où il reste jusqu’en 1715, date à laquelle il devient médecin personnel de Friedrich Wilhelm I, roi de Prusse. Stahl comme la plupart des chimistes du début de la période moderne était un médecin professionnel, la chimie n’existant que dans le contexte académique en tant que sous-discipline de la médecine.
Pour comprendre la théorie du phlogiston, nous devons revenir en arrière et jeter un bref coup d’œil au développement de la théorie de la matière depuis les Grecs anciens. Empédocle a introduit la fameuse théorie des quatre éléments, la Terre, l’Eau, l’Air et le Feu, au cinquième siècle avant Jésus-Christ et cela est resté la théorie de base en Europe jusqu’au début de la période moderne. Au neuvième siècle de notre ère, Abu Mūsā Jābir ibn Hayyān a ajouté le soufre et le mercure aux quatre éléments en tant que principes, plutôt que substances, pour expliquer les caractéristiques des sept métaux. Au seizième siècle de notre ère, Paracelse a repris le Soufre et le Mercure d’al- Jābir en ajoutant le Sel comme sa tria prima pour expliquer les caractéristiques de toute la matière. Au XVIIe siècle, alors que l’influence de Paracelse était à son apogée, de nombreux alchimistes/chimistes ont adopté une théorie des cinq éléments – Terre, Eau, Soufre, Mercure et Sel – laissant tomber l’air et le feu. Robert Boyle, dans son ouvrage The Sceptical Chymist (1661), rejeta à la fois la théorie grecque des quatre éléments et la tria prima de Paracelse, tâtonnant vers un concept plus moderne de l’élément. Nous arrivons maintenant aux origines de la théorie du phlogiston.
L’Allemand Johann Joachim Becher (1635-1682), médecin et alchimiste, était un grand fan de Boyle et de ses théories et se rendit même à Londres pour apprendre aux pieds du maître.
Johann Joachim Becher (1635-1682) Source : Wikimedia Commons
Comme Boyle, il a rejeté à la fois la théorie grecque des quatre éléments et la tria prima de Paracelse, dans sa Physica Subterranea (1667) en les remplaçant par une théorie à deux éléments : la Terre et l’Eau, l’Air n’étant présent que comme agent de mélange des deux. Cependant, il a fondamentalement réintroduit les tria prima de Paracelse sous la forme de trois types différents de Terre.
- terra fluida ou Terre mercurielle donnant à la matière les caractéristiques, fluidité, finesse, fugacité, aspect métallique
- terra pinguis ou Terre grasse donnant à la matière les caractéristiques huileuses, sulfureuse et inflammable
- terra lapidea Terre vitreuse, donnant à la matière les caractéristiques de fusibilité
Stahl reprend le schéma des éléments de Becher en se concentrant sur sa terra pinguis, en en faisant sa substance centrale et en la rebaptisant phlogiston. Dans sa théorie, toutes les substances qui sont inflammables contiennent du phlogiston, qui est cédé lorsqu’elles brûlent, la combustion cessant lorsque le phlogiston est épuisé. La démonstration classique de cette théorie est la combustion du mercure, qui se transforme en cendres, selon la terminologie de Stahl (oxyde mercurique dans la nôtre). Si cette cendre est réchauffée avec du charbon de bois, le phlogiston est restauré (selon Stahl) et avec lui le mercure. (Selon nous, le charbon de bois élimine l’oxygène et restaure le mercure). Dans une série complexe d’expériences, Stahl a transformé l’acide sulfurique en soufre et inversement, expliquant les changements une fois de plus par l’élimination et le retour du phlogiston. Par extension, Stahl, un excellent chimiste expérimental, a pu expliquer ce que nous connaissons aujourd’hui comme les réactions d’oxydoréduction et les réactions acide-base, avec sa théorie du phlogiston basée sur l’expérience et l’observation empirique. La théorie du phlogiston de Stahl a donc été la première explication « scientifique » empirique d’une grande partie des fondements de la chimie. C’est un exemple classique de ce que Thomas Kuhn appelait un paradigme et Imre Lakatos un programme de recherche scientifique.
Vue avec du recul, la théorie du phlogiston est glorieusement, merveilleusement et absolument fausse dans tous ses aspects conduisant ainsi au mépris avec lequel elle est considérée par notre gnou athée partisan du scientisme, cependant ils ont tort de le faire. Je préfère le programme de recherche scientifique de Lakatos au paradigme de Kuhn exactement parce qu’il décrit beaucoup mieux le succès de la théorie du phlogiston. Pour Lakatos, il importe peu qu’une théorie soit juste ou fausse, ce qui compte, ce sont ses heuristiques. Un programme de recherche scientifique qui produit de nouveaux faits et phénomènes s’inscrivant dans le cadre descriptif du programme possède une heuristique positive. Un programme qui produit des faits et des phénomènes nouveaux qui ne correspondent pas à la portée descriptive du programme a une heuristique négative. Les programmes de recherche scientifique présentent simultanément des heuristiques positives et négatives tout au long de leur existence. Tant que l’heuristique positive l’emporte sur l’heuristique négative, le programme continue d’être accepté. C’était exactement le cas avec la théorie du phlogiston.
La plupart des chimistes européens du XVIIIe siècle ont accepté et travaillé dans le cadre de la théorie du phlogiston et ont produit un grand nombre de nouvelles connaissances chimiques importantes. Les plus remarquables dans ce sens sont les, principalement britanniques, chimistes dits pneumatiques. Travaillant dans le cadre de la théorie du phlogiston, Joseph Black (1728-1799), professeur de médecine à Édimbourg, a isolé et identifié le dioxyde de carbone, tandis que son doctorant Daniel Rutherford (1749-1819) a isolé et identifié l’azote. Le Suédois Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) a produit, identifié et étudié l’oxygène, ce dont il n’a pas le mérite car, bien qu’il ait été le premier, il a tardé à publier ses résultats et a été battu à plate couture par Joseph Priestley (1733-1804), qui avait également découvert l’oxygène de manière indépendante, en l’étiquetant à tort d’air déphlogistique. Priestley, de loin le plus grand des chimistes pneumatiques, a isolé et identifié au moins huit autres gaz et a jeté les bases de la découverte de la photosynthèse, ce qui est peut-être sa plus grande réussite.
Henry Cavendish (1731-1810) a isolé et identifié l’hydrogène, dont il a pensé pendant un temps qu’il pouvait en fait être du phlogiston, avant de faire la découverte la plus importante dans le cadre de la théorie du phlogiston, la structure de l’eau. Par une série d’expériences minutieuses, Cavendish a pu démontrer que l’eau n’était pas un élément mais un composé constitué de deux mesures de phlogiston (hydrogène) avec une mesure d’air déphlogistiqué (oxygène). Avec le même niveau de précision, il a également démontré que l’air normal est composé de quatre mesures d’azote pour une mesure d’oxygène ou, mieux encore, pas tout à fait. Il trouvait constamment quelque chose qu’il ne pouvait pas identifier, présent dans un centième et vingtième du volume d’azote. Au XIXe siècle, cette chose serait finalement identifiée comme le gaz argon.
Toutes ces découvertes sont à compter à l’heuristique positive de la théorie du phlogiston. Ce qui a pesé lourdement sur le côté négatif, c’est le fait qu’avec l’augmentation de la précision des mesures au XVIIIe siècle, on a découvert que les cendres, de mercure par exemple, laissées par la combustion étaient plus lourdes que la substance originale brûlée. C’était troublant, car la combustion était censée être la libération de phlogiston. Certains partisans de la théorie ont même suggéré un phlogiston négatif pour expliquer cette anomalie. Cette suggestion, qui n’a jamais pris, est particulièrement moquée aujourd’hui, ce que je trouve un peu étrange à une époque qui a dû accepter l’antimatière et à laquelle on demande maintenant d’accepter la matière noire et l’énergie noire pour expliquer les anomalies connues des théories actuelles.
Ironiquement, ce sont les découvertes de l’oxygène et de la composition de l’eau qui ont donné à Lavoisier les blocs de construction nécessaires pour démanteler la théorie du phlogiston et construire sa propre théorie concurrente, qui allait finalement s’avérer réussie et commettre la théorie du phlogiston à la casse de l’histoire de la chimie. Cependant, il ne faut jamais oublier que c’est exactement cette théorie qui lui a fourni les outils dont il avait besoin pour le faire. Comme je l’ai écrit dans mon sous-titre, même une théorie qui est merveilleusement fausse peut être fantastiquement fructueuse et devrait être traitée avec respect lorsqu’elle est examinée avec du recul.