Une vocation et une vie tournées vers les sciences
par Dimitry Zakharov
Dimitry Zakharov est candidat au doctorat en histoire à l’université de la Saskatchewan, sous la direction de la Dre Erika Dyck. Ses intérêts de recherche sont en histoire de la médecine et de la santé, en histoire de la biologie et en histoire de la philosophie scientifique.
Gerhard Herzberg est un homme de sciences. Il a passé un nombre incalculable d’heures à son bureau, où il travaillait souvent six jours par semaine pour étudier des spectrogrammes, en interpréter et consigner les résultats, et se familiariser avec les toutes dernières recherches de son domaine et en physique quantique.
La spectroscopie et les chercheurs qui s’y investissent constituent sans contredit la première famille de Herzberg. Dans un court mémoire publié en 1985 dans le Annual Review of Physical Chemistry, un journal scientifique prestigieux, Herzberg se remémore des moments clés de son existence, comme cette journée de 1929 où il a épousé Luise Oettinger, avec qui il a co-écrit plusieurs articles, ainsi que la naissance de leurs deux enfants, Paul et Agnes, à Saskatoon.[i] Le sujet principal de son mémoire est néanmoins la recherche spectroscopique et les personnes qui ont contribué à en approfondir les connaissances, des chercheurs tels que Alex Douglas et Walter Heitler, ainsi que la validation de leurs travaux par sir Chandrasekhara Venkata Raman, dont Herzberg a fait la rencontre en Angleterre. En dépit des idées conventionnelles à propos du génie personnel qui persistent aujourd’hui encore, comme les découvertes attribuables aux idées d’un seul et unique individu, les travaux de Herzberg témoignent de l’importance de la communauté scientifique et des collaborateurs qui jouent souvent un rôle bien plus significatif que les mérites qui leur sont adressés.
La communauté au service des sciences
Le parcours intellectuel de Gerhard Herzberg brille par sa complexité. Il obtient sa formation en physique théorique à Darmstadt et ensuite à Göttingen, en Allemagne, la meilleure université de physique de l’époque. Il est possible que l’Université Cambridge, avec son système de classement des wranglers, ait pu se mesurer à Göttingen en matière de prestige et d’importance physico-mathématique. Dans le programme de mathématiques de Cambridge, on décerne à l’étudiant ayant obtenu le meilleur résultat le titre de senior wrangler; cette distinction est également un gage de l’importance académique de l’université. Ce système voyait aussi l’étudiant ayant obtenu son diplôme avec la note la plus basse se voir affublé du titre de cuillère de bois.[ii] À titre d’historien des sciences, Iwan Rhys Morus explique comment les universités anglaises et allemandes du 19e siècle prônent différents modèles d’éducation. Si les universités anglaises penchent en faveur des mathématiques et des sciences empiriques, les universités allemandes mettent de l’avant un modèle Buildung, qui prône une approche holistique, équilibrée qui englobe les disciplines scientifiques ainsi que les arts, l’histoire, la philosophie, la littérature et la musique.
Ce modèle a non seulement nourri certains des esprits les plus brillants de l’époque, puisqu’il permettait de façonner des individus équilibrés.[iii] Selon Morus, le modèle d’éducation allemand a produit plus de chercheurs axés sur la théorie que celui de l’Angleterre. Herzberg, un produit du modèle allemand, s’est spécialisé en sciences, or il était aussi féru de musique et de philosophie.[iv] Un de ses traits distinctifs est sa ferveur à créer des communautés scientifiques partout où il allait. En plus d’être un expérimentaliste et un théoricien brillant, Herzberg possédait également beaucoup de charisme, ce qui lui permettait de rassembler de grands esprits autour de lui.
Gerhard Herzberg a articulé la grande majorité de ses recherches en spectroscopie sur l’élaboration des fondements sur la structure et la géométrie des atomes et des molécules tout en poussant de l’avant les travaux de la première génération sur la physique des atomes et de la spectroscopie lancés par Kirchhoff, Bunsen, Lenard, Planck et James Franck, son superviseur d’études postdoctorales. Les propres recherches de Herzberg sont alimentées par ses collaborations avec de nombreux individus, dont plusieurs chercheurs postdoctoraux et adjoints de laboratoire du Conseil national de recherche, au cours des années 1950 et 1960. Il insufflait aussi dans ses travaux le fruit des échanges de connaissances de son vaste réseau de collègues physiciens et spécialistes en spectroscopie provenant du Canada, des États-Unis, de l’Angleterre et de l’Allemagne de l’Ouest.
Dans sa biographie de Herzberg, Boris Stoicheff traite longuement du grand charisme de Herzberg et de son habileté à rassembler les chercheurs. Herzberg a pris soin de favoriser le dialogue et les échanges à la fois scientifiques et communautaires entre ses adjoints lors de son travail à l’Université de la Saskatchewan et ensuite au Conseil national de recherche. Herzberg tentait en fait de donner vie et de maintenir la culture et les échanges scientifiques qui caractérisaient ses années d’études et de recherche en Allemagne. Les rencontres hebdomadaires Physics Colloquia organisées par la faculté de physique théorique de l’Université de Göttingen rassemblaient quelques-uns des plus grands penseurs de l’époque, notamment James Franck, Max Born, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Friedrich Hund, Walter Heitler et Robert Oppenheimer (venu d’Amérique grâce à une bourse postdoctorale de recherche). Franck (1882 à 1964), un des directeurs de la faculté de physique théorique chargé de la division de mathématiques, avait pris l’idée d’organiser des rencontres hebdomadaires de l’Université de Berlin, où il avait eu la chance d’assister, lorsqu’il y étudiait, à des conférences présentées par des physiciens de renom de l’époque, comme Max Planck et Albert Einstein.[v]
En 1929, Herzberg se rend à Bristol, en Angleterre, pour effectuer des recherches postdoctorales en vertu d’une bourse d’études, et y trouve une vie intellectuelle lui rappelant celle vécue en Allemagne. S’il avait déjà compris que l’Université de Bristol ne serait pas en mesure de lui offrir le même tremplin intellectuel et scientifique que les universités de Göttingen ou Darmstadt, il a grandement apprécié la compagnie de chercheurs tels que Arthur Tyndall et J. E. Lennard-Jones. Pendant ce séjour, il fait également la connaissance de Chandrasekhara Venkata Raman, un autre physicien important du domaine de la spectroscopie; ce dernier allait recevoir, en 1930, le prix Nobel de physique pour ses travaux sur la diffusion de la lumière, un phénomène appelé Effet Raman.
À l’Université de Bristol, Herzberg découvre une autre tradition qu’il allait adopter pour le restant de ses jours : le thé de l’après-midi. La pause thé offrait un moment privilégié à l’équipe du laboratoire de spectroscopie de Bristol de discuter de leurs activités scientifiques et des toutes dernières percées dans le domaine de la physique de partout dans le monde. Herzberg maintient cette tradition lorsqu’il est nommé directeur du Conseil national de recherche. À 16 h, tout le personnel scientifique du Conseil interrompait son travail pour discuter des recherches autour d’une tasse de thé.
À l’Université de la Saskatchewan, un institut nouvellement établi, il devient rapidement une personnalité intellectuelle centrale. Des chercheurs postdoctoraux comme Alex Douglas assistent à ses cours magistraux sur la physique; Douglas allait plus tard travailler à ses côtés au Conseil national de recherche. Peter MacKinnon, l’ancien président de l’Université de la Saskatchewan, attribue de nombreux événements marquants à la présence de Herzberg, tels que le développement et la calibration du premier appareil au cobalt-60 du Canada. De même que nous devons le Synchrotron de Canadian Light Source construit à l’Université de la Saskatchewan en 1999 au legs de la recherche en spectroscopie et en enseignement de la physique que Herzberg y a institués.[vi] C’est en 2021 que le hall principal du Synchrotron est renommé Hall d’expérimentation Herzberg en son honneur.
Herzberg quitte éventuellement l’Université de la Saskatchewan pour un poste à l’Observation Yerkes de l’Université de Chicago. Il y côtoie des collègues chercheurs de l’Allemagne, notamment James Franck, physicien quantique et mentor. C’est à l’Université de Chicago que Herzberg collabore avec des leaders mondiaux de physique et d’astrophysique, tels que l’astronome Otto Struve, le spectroscopiste et physicien expérimental Robert Mulliken (lauréat d’un prix Nobel en 1966), ainsi que le brillant mathématicien Subrahmanyan Chandrasekhar qui, à l’âge de 19 ans, établit la masse maximale d’une naine blanche (aussi appelée la limite de Chandrasekhar) lors d’une traversée en mer vers l’Angleterre en 1929.[vii]
Malheureusement, l’Observatoire Yerkes est éloigné du campus de l’Université de Chicago et puisqu’il ne conduit pas, Herzberg n’a que peu d’interactions avec Franck ou Mulliken. Au même moment, Struve, le directeur de l’Observatoire Yerkes, partageait son temps entre les installations de Chicago et l’Observatoire McDonald du Texas, dont il assume également la direction. Herzberg et Chandrasekhar et leurs familles se lient d’amitié. Ils rédigent ensemble de nombreux articles dans les années 1950. Or Herzberg, qui se rappelle l’esprit de communauté vécue à Göttingen, se sent isolé de la communauté intellectuelle et celle de la spectroscopie.
D’autant plus que les perspectives d’avancement sont minces. La réputation et les travaux du groupe de spectroscopie de Mulliken du campus de l’Université de Chicago n’est plus à faire. Herzberg n’a donc que très peu de chance de fonder son propre laboratoire d’envergure internationale à Chicago, comme il avait rêvé de le faire à Darmstadt, avant la montée au pouvoir de Hitler et du régime nazi.
Herzberg accepte l’offre que lui fait E.W.R. Steacie de joindre les rangs du Conseil nationale de recherche et espère pouvoir y mettre sur pied une communauté scientifique prolifique. Grâce à un financement adéquat, il peut enfin exploiter son propre laboratoire sans devoir enseigner ou vaquer aux tâches administratives requises dans le cadre des postes au sein des facultés universitaires. (Herzberg prend néanmoins en charge ces tâches administratives lorsqu’il est nommé directeur de la division de physique moins d’un an après son entrée en poste initial à titre de Chef principal de la recherche du laboratoire de spectroscopie.) Le Conseil offre à Herzberg l’occasion de recruter et de former des jeunes chercheurs prometteurs; il met ainsi sur pied ce que Stoicheff a nommé le « temple des sciences »[viii] du Canada.
Herzberg somme les spectroscopistes internationaux qui fréquentent le Conseil national de recherche à étendre leurs réseaux professionnels, à présenter le fruit de leurs recherches dans des conférences et à collaborer avec des scientifiques d’ailleurs. Ce faisant, Herzberg et Steacie se chargent d’établir la réputation internationale du Conseil national de recherche. Des chercheurs postdoctoraux de l’extérieur de l’Occident géopolitique, soit de l’Union soviétique, du Japon et de la Chine, sont invités à venir travailler au Conseil. Herzberg voyageait constamment pour donner des conférences, lors desquelles il invitait des chercheurs de renom à se joindre à lui. Chandrasekhar visite le Conseil national de recherche à de nombreuses occasions pour participer à des événements comme le Colloque de physique que le Conseil continue d’organiser jusqu’à la fin des années 1980. Chandrasekhar publie d’ailleurs de nombreux articles avec Herzberg.
En 1965, Herzberg organise une conférence en l’honneur de Paul Dirac (lauréat du prix Nobel de physique de 1933 avec Erwin Schrödinger), un des mathématiciens et physiciens les plus reconnus du milieu du 20e siècle. Or en raison de son âge avancé et son état de santé précaire, Dirac et sa femme se limitent à visiter Ottawa après la conférence. L’événement permet toutefois de rassembler des centaines de scientifiques de partout au Canada et d’ailleurs et de faire rayonner le travail des brillants chercheurs du Conseil national de recherche.
Les « Techniks » qui travaillent dans l’ombre
Peu importe l’importance de sa contribution, c’est toujours le nom de Herzberg qui précède celui de ses collaborateurs dans les articles publiés dans les journaux spécialisés, qu’il ait corrigé et approuvé le texte ou qu’il en ait rédigé une portion. Derrière le nom des auteurs et coauteurs, c’est tout un réseau d’adjoints de recherche qui soutiennent les activités quotidiennes du laboratoire et qui contribuent activement aux programmes et efforts du Conseil national de recherche.
Depuis des siècles, les scientifiques comptent sur le soutien des assistants, adjoints, inventeurs, ingénieurs et autres techniciens pour réaliser leur génie. Le nom de ces personnes n’apparaît que très rarement dans les articles publiés dans les journaux et les sociétés scientifiques ne reconnaissent pas toujours le travail de ces individus.
Jack Shoosmith est un des techniciens d’expérience du Conseil national de recherche administré par Herzberg; il avait travaillé au Collège King’s de London avant de s’établir à Ottawa en 1952. Shoosmith n’a pas une formation scientifique comme celle des spectroscopistes et physiciens postdoctoraux du Conseil, or il joue un rôle d’une grande importance au laboratoire de spectroscopie de Herzberg. Il est nommé comme coauteur de nombreux articles de journal et reconnu dans tous les articles du Conseil relatifs à la spectroscopie comme « ayant joué un rôle crucial dans la portion expérimentale des recherches » et ce, jusqu’à sa retraite en 1969.
Le bon déroulement des activités d’un laboratoire repose entre les mains des techniciens puisque l’expérimentation scientifique comme la spectroscopie comporte un volet technique. Les spectrographes et autres équipements techniques tombent en panne et doivent être réparés. Ils doivent également être calibrés et préparés en vue d’expériences spécifiques. Il est notamment arrivé à Shoosmith d’avoir à concevoir et construire des appareils pour répondre au besoin d’une expérimentation en cours. C’est en fait le cas avec la technique de « photolyse éclair » élaborée vers la fin des années 1940 pour étudier les radicaux libres. Puisqu’il n’existait à l’époque aucun équipement dans le monde conçu pour effectuer ces recherches – seul un autre groupe de recherche de l’Université de Cambridge se penchait sur le même problème – les techniciens du Conseil ont dû construire de toutes nouvelles pièces d’équipement pour y arriver. Shoosmith et les autres techniciens du Conseil ont fourni une contribution inestimable aux avancées de la connaissance expérimentale en permettant aux chercheurs d’effectuer des travaux et en organisant les activités quotidiennes du laboratoire.
Le travail des techniciens demeure tout aussi crucial, sinon plus, pour la tenue des activités de recherche de la science moderne. Les travailleurs de l’ombre, les mécaniciens qui peuvent réparer les télescopes et les spectrographes, jouent toujours un rôle vital. Or, les sciences d’aujourd’hui reposent en grande partie sur les ordinateurs et les technologies numériques. Les ordinateurs et la technologie computationnelle sous-tendent maintenant tous les aspects du travail scientifique, de la spectroscopie à la physique, de la biologie moléculaire à la génétique : les ordinateurs facilitent toutes les opérations et proposent des outils comme l’apprentissage machine et les réseaux neuronaux qui permettent d’effectuer des quantités de calcul que personne ne pourrait effectuer à la main. Écrire et programmer du nouveau code, réparer des bogues, mettre à jour des applications et toutes les autres tâches typiques des spécialistes en technologies de l’information sont nécessaires au fonctionnement d’un laboratoire de recherche moderne, même si une grande partie de ce travail contribue à dorer le prestige et le profil des « grands chercheurs et scientifiques » qui dirigent ces laboratoires. Le travail des techniciens comme Robert Hooke ou Jack Shoosmith se fait donc dans l’ombre.
Conclusion
Notre compréhension des sciences et de leur fonctionnement ne fait pas de distinction entre les sciences comme un vaste ensemble de connaissances et les sciences comme moyen de produire de nouvelles connaissances. Le mot « science » réfère souvent aux activités d’individus pour établir les vérités du monde naturel. Or un des objectifs des sciences est également de produire des vérités et des connaissances scientifiques.
L’historien des sciences Stephen Shapin avance que les connaissances ne sont pas des éléments cachés qui sont découverts ou trouvés; les connaissances sont en fait consensus, une relation de confiance. Et les « vérités » qui découlent de ces connaissances ne proviennent pas d’une source unique ou d’une seule personne.
« L’histoire de la vérité, explique Shapin, s’apparente à l’histoire sociale parce que c’est par l’action collective que nous faisons état du monde, où il en est et où nous en sommes. À l’encontre des idées romantiques, héroïques et dominantes qui persistent, il va de soi de constater qu’aucun individu n’est l’unique représentant et porteur des connaissances; tout ce qu’un individu peut offrir est un énoncé, une affirmation et fournir des preuves, des arguments et des faits persuasifs à la communauté scientifique qui pourra ensuite l’évaluer. Les connaissances sont le résultat des évaluations et des actions d’une communauté et elles sont acceptées comme vérités par le biais de l’intégration des énoncés et des affirmations à propos du monde qui nous entoure dans les comportements institutionnalisés des communautés.[ix] »
En d’autres mots, l’idée qu’un génie indépendant et isolé découvre une vérité scientifique est attrayante, or c’est une pensée profondément erronée. Les sciences émergent du travail collectif des personnes et non pas du labeur isolé d’un individu. Les chercheurs travaillent et collaborent en équipe, en communauté. Les expériences ne permettent pas d’établir des vérités. Ce sont plutôt les vérités révélées par les expérimentations qui résultent du consensus d’une collectivité de scientifiques qui œuvre dans un domaine particulier.
Finalement, les sciences émergent de la relation de confiance qui unit les scientifiques et les scientifiques au grand public. Ce principe de confiance dans l’établissement des connaissances, Gerhard Herzberg l’a incarné dans toutes les étapes de son parcours. L’intégrité et la fiabilité de ses travaux scientifiques n’avaient aucun égal. Il a amené un niveau sans pareil d’expertise au domaine en pleine expansion de la mécanique quantique.
Cela étant dit, le principe de confiance doit être réciproque : Herzberg dépendait des gens de son entourage et des communautés scientifiques qu’il a mises sur pied. Les chercheurs aux côtés de qui il a travaillé et ceux à qui il a servi de mentor au Conseil national de recherche ont soutenu ses idées, fait rayonner son nom et contribué à son prix Nobel. Luise, sa femme, fait partie des scientifiques sur qui il s’est le plus appuyé. Elle lui a apporté un soutien physique et émotionnel afin qu’il puisse mener une brillante carrière et ce, au dépend de la sienne.
Il ne faut pas oublier les innombrables adjoints et techniciens qui ont soutenu les activités quotidiennes du laboratoire de Herzberg. Dans un monde caractérisé par la mondialisation et la numérisation, leur travail est plus crucial que jamais. Comme l’a écrit Obadiah Walker, un intellectuel anglais du 17e siècle : « Les grands de ce monde doivent nécessairement écouter et voir le monde à travers les oreilles et les yeux d’autrui; de personnes en qui ils ont autant confiance qu’en leurs propres serviteurs. »
[i] Herzberg, Gerhard. Molecular Spectroscopy: A Personal Memoir” Annual Review of Physical Chemistry 36 (1985) : pages 1 à 36.
[ii] Iwan Rhys Morus, When Physics Became King,
[iii] Morus,
[iv] Iwan Rhys Morus, When Physics became king,
[v] Stoicheff, pages 44 à 48.
[vi] MacKinnon, Peter, University Leadership and Public Policy in the Twenty-First Century, (Toronto: University Press, 2014) : pages 111 et 112.
[vii] Stoicheff, page 170.
[viii] Stoicheff, page 209.
[ix] Shapin, The Social History of Truth, page 6.