Histoire : généralités

C’est l’heure de la célébration festive d’un anniversaire joyeux, d’un jubilé particulièrement important pour tous ceux qui aiment et qui enseignent les mathématiques : le centenaire de l’APMEP ! Ce faisant, nous célébrerons une fête des mathématiques qui, siècle après siècle, accumulent les occasions de vivre les beautés et les surprises de l’intelligence. En remontant dans le temps nous évoquerons ainsi les visions de Cantor, les constructions de Boliay, les machines de d’Alembert, et les aventures de Neper. Et nous évoquerons bien d’autres situations, concepts ou problèmes, qui ont fait, et qui font toujours, du jeu des calques mathématiques (ceux du formalisme, des représentations et des objets réels) le plus jubilatoire des jeux de l’esprit et de la connaissance.

En 79 diapositives commentées, ce document retrace l'histoire de la géométrie depuis ses origines mésopotamienne, égyptienne et grecque jusqu'aux théories non euclidiennes élaborées au XIXe siècle. Une première partie traite de l'élaboration de la géométrie comme science mathématique, une deuxième partie aborde les géométries non euclidiennes et introduit à une nouvelle conception de la géométrie. Plus qu'une simple histoire, il s'agit d'une réflexion épistémologique sur le rapport entre mathématique et réalité, qui intéressera aussi bien les philosophes que les mathématiciens.

Ce diaporama a été élaboré en Terminale scientifique à la demande conjointe d’Élisabeth ARBOGAST, professeur de mathématiques et Nafissa HAIDAR, professeur de philosophie, toutes deux au lycée Ribeaupierre de Ribeauvillé (Haut-Rhin). Au départ, Mme Haidar avait souhaité un exposé sur la géométrie non euclidienne et à partir de là, aborder les questions d’épistémologie au programme de la classe de Terminale Scientifique. Très vite, nous nous sommes mis d’accord sur l’objectif suivant : mettre en mouvement une dynamique de réflexion qui rompe avec le cloisonnement disciplinaire, et qui amène les élèves à se dire lorsqu’ils font des mathématiques : quel est le sens de ce que je fais en mathématiques ? En quoi est-ce une science exacte ? Comment s’est–elle construite ? Quel lien avec ce que je fais en philosophie ? Et lorsqu’ils sont en cours de philosophie : quels exemples puis-je tirer de mes autres apprentissages, mathématiques, physique, SVT, etc. pour donner corps aux concepts philosophiques, pour illustrer des thèmes comme intuition, évidence, vérité, rigueur, imagination, réalité ?

Ce dossier propose une documentation sur l’histoire des nombres aussi complète que possible, dans l’esprit des nouveaux programmes de première et terminale littéraire. Une page d’accueil oriente le lecteur vers différents types de documents : articles, fiches techniques, entretiens filmés. Elle propose en outre une bibliographie et d’une liste de liens vers des ressources externes. Le dossier s'adresse aux professeurs de mathématiques, d’histoire et de lettres, et s'efforce de favoriser une approche interdisciplinaire de l’histoire des nombres.

Tout le monde sait distinguer premier, second et dernier, ou encore un, deux et beaucoup. Mais comment construire le nombre abstrait, c’est-à-dire développer et articuler entre elles : la capacité « ordinale » de distinguer des entités sur la seule base de leur rang dans une suite, et la capacité « cardinale » de déterminer des quantités hétéroclites par la seule propriété d’avoir le même nombre d’éléments ou d’être de même mesure ? On comprend qu’il s’agit d’une longue aventure humaine collective en observant comment s’écrivent les grands nombres dans différentes parties du monde.

 

A l’origine du calcul littéral figure notamment la résolution des équations algébriques, de Babylone à Galois. Le problème de la résolution des équations P(x)=0 où P est un polynôme donné possède plusieurs types de réponses, selon ce que l’on en attend : par exemple, développements décimaux d’ordre donné des solutions (heureusement en nombre fini), construction géométrique de segments ayant pour longueurs les valeurs des racines positives de l’équation, algorithmes basés sur des extractions de racines ou emploi de fonctions spéciales (elliptiques par exemple). Leur étude a été un facteur très important de la naissance et du développement des techniques de calcul (littéral ou géométrique). Leur histoire est jalonnée par une liste impressionnante de créateurs : les babyloniens, Euclide, Diophante, Al Khwarizmi, Cardan, Viète, Descartes, Newton, Lagrange, Abel et Galois pour ne citer que ceux-là. Enfin l’informatique est venue modifier, parfois de manière importante, les points de vue que nous avions il y a cinquante ans sur ce thème. Le but de l’intervention est de préciser, à chaque fois de manière simple et assez succincte, que fut l’apport de chacun d’entre eux.