Chapitre XIV.
La force centrifuge et les compensations 1
a
AprĂšs avoir examinĂ© le schĂšme de la proportionnalitĂ© sous ses diffĂ©rentes formes, en liaison avec celui de lâĂ©quilibre (chap. XI et XII) ou indĂ©pendamment de lui (chap. XIII), il nous reste Ă en analyser un dernier cas de maniĂšre Ă dĂ©gager les relations entre le schĂšme des proportions et celui de la compensation multiplicative. Nous ne parlons pas ici de la compensation au sens le plus gĂ©nĂ©ral du terme, qui devient alors synonyme de rĂ©versibilitĂ©, mais de la compensation entre facteurs hĂ©tĂ©rogĂšnes x et y tels que lâaugmentation de valeur de lâun donne le mĂȘme rĂ©sultat que lâaugmentation ou la diminution de valeur de lâautre. Nous avons dĂ©jĂ rencontrĂ© des compensations de ce genre Ă propos de la flexibilitĂ© (chap. III, § 6), puis Ă propos des distances et des poids dans le cas de la balance, Ă propos des inclinaisons et des poids dans le cas de la traction sur un plan inclinĂ© et Ă propos des diamĂštres et des distances dans le cas des ombres. Il nous a nĂ©anmoins paru intĂ©ressant dâen analyser un nouvel exemple oĂč le sujet ait tout Ă la fois la possibilitĂ© de construire des proportions mĂ©triques (ce qui nâest pas le cas Ă propos de la flexibilitĂ©) et dâisoler les facteurs de lâĂ©quilibre en jeu selon le procĂ©dĂ© « toutes choses Ă©gales dâailleurs » (ce qui nâest pas le cas Ă propos de la traction du wagonnet), ceci dans le but de rechercher si, psychologiquement, ce sont les proportions qui entraĂźnent lâidĂ©e de compensation ou lâinverse.
Sur un disque en rotation, des billes de mĂ©tal de trois diffĂ©rents poids sont posĂ©es Ă trois distances distinctes du centre et se mettent en mouvement sous lâeffet de la force centrifuge. La question est de prĂ©voir dans quel ordre elles quitteront leurs positions et pourquoi. La force centrifuge obĂ©it, il est vrai, Ă une loi compliquĂ©e f = mv2/r oĂč m = la masse, r = le rayon (la distance Ă partir du centre) et a2 = r2 w2 (oĂč w = la vitesse angulaire). En remplaçant a2 par r2 ta2 on obtient / = mw2 r. Mais comme la vitesse du disque est toujours la mĂȘme (avec sensiblement la mĂȘme accĂ©lĂ©ration de dĂ©part), il ne reste au sujet Ă dĂ©gager que les facteurs m et r, câest-Ă -dire quâĂ comprendre les deux relations suivantes : une bille part dâautant plus tĂŽt quâelle est plus lourde et dâautant moins tĂŽt quâelle est plus prĂšs du centre. DâoĂč le problĂšme de compensation : une bille lourde situĂ©e prĂšs du centre peut partir en mĂȘme temps quâune lĂ©gĂšre plus proche de la pĂ©riphĂ©rie (les trois poids sont calculĂ©s de maniĂšre Ă pouvoir ĂȘtre compensĂ©s par les trois distances).
§ 1. Le stade I : interprétations préopératoires
Les sujets antĂ©rieurs Ă 7 ans invoquent toutes les raisons pour expliquer lâordre de succession des dĂ©parts, y compris la grosseur et la distance, mais pas exclusivement :
Coq (6 ; 11) : « Lâune part dâun cĂŽtĂ©, lâautre de lâautre parce quâelles ne veulent pas aller du mĂȘme cĂŽtĂ©. »
Pav (6 ; 2) : « La bille qui est sur le troisiĂšme cercle partira la premiĂšre parce quâelle est plus prĂšs du bord. â (Grande et moyenne sur le mĂȘme cercle) â Ensemble. Ăa ne fait rien quand elles sont plus grosses. â (ExpĂ©rience). La grosse est partie la premiĂšre parce quâelle est plus lourde. Les lourdes sont toujours les premiĂšres. »
Cum (6 ans) : « Ils ont roulé parce que ça tourne. Je veux mettre les petites, parce que les grosses elles roulent. (Expérience). La grosse part plus vite. »
Le sujet est donc capable dĂšs ce niveau de tenir compte des deux facteurs en prĂ©sence, avec la docilitĂ© du phĂ©nomĂ©nisme jointe Ă lâabsence de toute prudence opĂ©ratoire (cf. Pav qui passe du jamais au « toujours » au vu dâun seul cas !). Plus prĂ©cisĂ©ment, lâenfant de ce stade observe bien les faits, mais ne dispose pas dâun schĂ©matisme suffisant de lâinclusion ou du « tous » et de « quelques » pour Ă©tablir des lois. Il sây ajoute la tendance Ă croire que tout ce qui est doit ĂȘtre tel quâil est, ce qui constitue Ă la fois le principe de la gĂ©nĂ©ralisation et dâune certaine indiffĂ©renciation entre le moral et le physique.
§ 2. Le sous-stade II A : correspondances partielles
DĂšs le dĂ©but des opĂ©rations concrĂštes il y a sĂ©riation correcte des grosseurs (ou poids) des billes et correspondance avec leur ordre de dĂ©part, mais seulement dans le cas oĂč les distances se trouvent Ă©gales (indĂ©pendamment de la volontĂ© du sujet). De mĂȘme il y a correspondance exacte entre les dĂ©parts et les distances lorsque les poids sont Ă©gaux. Mais la multiplication des deux relations nâest quâexceptionnelle et ne se prĂ©sente que dans les cas oĂč les deux facteurs agissent dans le mĂȘme sens et jamais encore dans les cas de compensations.
Gui (7 ; 4) : « Elles sont toutes parties⊠Les grosses sont parties et ont poussĂ© les petites. (PrĂ©vision) : Elles ne vont pas partir parce que jâai mis une grosse (il tourne). Elles sont quand mĂȘme parties. (Nouvel essai). Celle-lĂ est restĂ©e parce quâelle est trop lĂ©gĂšre. â Pourquoi ? â Les billes qui sont lĂ©gĂšres restent ; des fois elles partent parce que ça tourne fort. â (On met des grosses de poids Ă©gal aux distances D 3 et D 2) 2. â (D 3) Ă©tait la premiĂšre (D 2) la seconde. â Pourquoi ? â Parce quâelle est toujours la premiĂšre quand elle est Ă (1). â Pourquoi ? â Elle a un tout petit bout (de chemin) Ă faire. â (On met P 2 Ă D 3 et P 1 Ă D 2). â Câest (P 2) qui sera la premiĂšre. (Il tourne). Les deux en mĂȘme temps ; la petite (P 2) un petit peu avant. â Ăa tâĂ©tonne ? â Non. Les grosses vont plus vite (on refait). La petite (P 2) Ă©tait la premiĂšre et la grosse (P 1) ensuite, mais elles sont arrivĂ©es en mĂȘme temps. CâĂ©tait dâabord la grande et elle a poussĂ© la petite (en fait les dĂ©parts Ă©taient Ă peu prĂšs simultanĂ©s et sur des cĂŽtĂ©s opposĂ©s). La grosse Ă©tait la premiĂšre parce quâelle est plus grosse (on refait : Ă peu prĂšs simultanĂ©s). Câest la petite la premiĂšre parce quâelle a un petit chemin Ă faire. »
Mon (8 ; 0) PrĂ©vision : « Elles partent nâimporte oĂč si je tourne : câest pour toutes la mĂȘme chose. (ExpĂ©rience.) Celles qui sont plus prĂšs sâen vont les premiĂšres⊠ce sont celles qui sont lĂ (prĂšs du bord : D 3) qui partent les premiĂšres. » On donne deux poids diffĂ©rents : « Les moyennes partiront dâabord parce quâelles sont plus lĂ©gĂšres. (ExpĂ©rience.) Non, câest le contraire. â Tu peux refaire ? â Si câest une fois comme ça, ce sera toujours comme ça! â (On met P 1 en D 3 et P 2 en D 1). â Non je suis bĂȘte : elle (P 3) est partie avant parce que (P 2) est plus prĂšs du pivot. »
Mon (8 ; 0) aprĂšs des constatations de ce genre va jusquâĂ la multiplication logique suivante : « Comment vas-tu poser les billes (PI, P 2 et P 3) pour quâelles partent lâune aprĂšs lâautre ? â (Il met P 3 en D 3, P 2 en D 2 et P 1 en D 1). Parce que la grosse est plus lourde et plus en avant, la deuxiĂšme moins grosse et plus loin et la troisiĂšme petite et encore plus loin. »
Ces faits sont dâun certain intĂ©rĂȘt du point de vue du problĂšme de la compensation qui nous occupe en ce chapitre. Lorsque lâon dissocie les facteurs pour faciliter la tĂąche de lâenfant, il dĂ©couvre correctement leur rĂŽle : les billes partent en fonction de leur poids et les plus proches de la pĂ©riphĂ©rie partent avant les plus Ă©loignĂ©es. Mais, dâune part, le sujet nâaurait pas pu Ă©tablir de lui-mĂȘme ces deux lois si lâon avait mĂȘlĂ© les situations, faute de la mĂ©thode « toutes choses Ă©gales dâailleurs » qui ne se constitue quâau niveau III. Dâautre part, lorsquâaprĂšs ses deux dĂ©couvertes prĂ©alables on prie le sujet de comparer des billes de poids diffĂ©rents Ă des distances distinctes, il se trouve encore en prĂ©sence des difficultĂ©s suivantes.
La premiĂšre tient Ă la fois aux imprĂ©cisions de la perception de la simultanĂ©itĂ© quand les billes partent de cĂŽtĂ©s opposĂ©s et aux lĂ©gĂšres fluctuations de lâappareil, câest-Ă -dire Ă deux sortes dâĂ©carts fortuits que le sujet ne sait pas encore Ă©liminer.
La seconde tient aux insuffisances de la multiplication logique. Les sujets de ce niveau connaissent une telle opĂ©ration et lâemploient notamment quand les deux facteurs jouent ensemble dans le sens du renforcement (cf. Mor). Par contre, quand les deux facteurs interviennent Ă la fois, mais dans le sens de la compensation, lâenfant fait intervenir dans son explication soit lâun soit lâautre, sans comprendre la compensation ni, chose curieuse, sans plus chercher un produit multiplicatif. Un tel fait soulĂšve un problĂšme : faut-il admettre que la multiplication des relations demeure incomplĂšte et joue seulement dans les cas intuitivement favorables ou faut-il considĂ©rer que lâenfant recule devant lâindĂ©termination des produits de « plus lourd x plus prĂšs » et « plus lĂ©ger x plus loin » ? Contre cette seconde interprĂ©tation on pourrait rĂ©pondre que le sujet a les produits sous les yeux, puisquâon fait il y a compensation. Mais, dâautre part, il se refuse Ă la constater (cf. Gui) parce quâil ne la comprend pas, ou la constate sans comprendre quâil sâagit dâune compensation. Il est donc probable que, dans le cas particulier, la multiplication des relations est dĂ©jĂ complĂšte dans toutes les situations oĂč le produit est dĂ©terminĂ©, mais que ses mĂ©canismes opĂ©ratoires ne sont pas encore assez gĂ©nĂ©ralisĂ©s pour sâĂ©tendre aux produits comportant trois possibilitĂ©s (plus lourd X plus prĂšs = la bille la plus lourde part aprĂšs la plus lĂ©gĂšre ou avant ou en mĂȘme temps par compensation).
§ 3. Le sous-stade II B : débuts de la compensation concrÚte
Le sujet de ce niveau ne parvient toujours pas Ă expliquer le fait que deux billes de poids distincts partent ensemble Ă des distances diffĂ©rentes du centre, si on lui prĂ©sente le phĂ©nomĂšne sans analyse prĂ©alable parce quâil ne parvient, ni Ă dissocier seul les facteurs, ni par consĂ©quent Ă concevoir sur le plan des simples combinaisons possibles la compensation de deux facteurs agissant en sens contraire lâun de lâautre. Mais lorsque, grĂące aux simplifications dues aux prĂ©sentations successives de lâexpĂ©rimentateur, lâenfant a pu dĂ©couvrir sĂ©parĂ©ment le rĂŽle du poids et celui de la distance, alors il commence Ă comprendre la compensation et mĂȘme dans certains cas Ă la prĂ©voir :
Jol (9 ; 3). P 3 en D 2 et P 3 en D 3 : « Elles ne sont pas parties en mĂȘme temps parce quâil y en a une qui est Ă beaucoup de distance et lâautre Ă peu de distance. â Et comme ça (P 3 en D 1 et P 2 en D 3) ? â Câest celle-lĂ (P 3) avant, parce quâelle est plus grosse et lâautre est plus petite (ExpĂ©rience : le contraire.) â Câest parce quâelle (P 2) est plus prĂšs du bord. â Ăa change avec quoi ? â Avec quelle grosseur et avec quel poids. â Et ça (P 1 en D 3 et P 2 en D 2) ? â Ensemble, parce que si on avait mis celle-ci (P 1) avec une grosse (P 3) câest la grosse qui partirait la premiĂšre, mais avec (P 2) elle part ensemble parce quâelle est petite et elle a une petite distance et lâautre est grosse et elle a une plus grande distance. â Et (P 3 en D 3 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 1) ? â Celle-lĂ (P 3) part la premiĂšre parce quâelle est plus prĂšs du bord et elle est plus grosse ; (P 2) est moins prĂšs du bord et moins grosse et (P 1) est moins prĂšs (que P 2) et moins grosse. â Comment faire pour quâelles partent ensemble ? â (Il met P 3 en D 1 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 3) parce que la petite a une petite distance, la moyenne une moyenne distance et la grande une grande distance (Ă parcourir). »
Cro (10 ; 2). ExpĂ©rience P 3 en D 2 et P 3 en D 2 : « Elles partiront ensemble parce quâelles sont les deux de la mĂȘme grosseur. â Et (P 3 en D 1 et P 3 en D 2) ? â La plus loin du centre est partie avant, parce quâelle est plus prĂšs du bord. â (P 3 en D 1 et P 2 en D 1). Laquelle partira la premiĂšre ? â (P 3) avant parce quâelle est plus lourde. â (P 3 en D 2 et P 2 en D 3) ? â (P 2) avant parce quâelle est plus prĂšs du bord (ExpĂ©rience). Ensemble parce que celle-lĂ est plus lourde que celle-ci, mais celle-ci est plus prĂšs du bord. â Et (P 3 en D 3 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 1) ? â Celle-lĂ (P 3) partira la premiĂšre parce quâelle est plus lourde et plus prĂšs du bord. â Et (P 3 en D 1 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 3) ? â Toutes ensemble parce que celle-lĂ est la plus petite, mais plus prĂšs du bord, celle-lĂ moins petite mais moins prĂšs du bord et celle-lĂ la plus grosse est la plus loin du bord. »
Le principal progrĂšs accompli depuis le niveau II A est donc lâachĂšvement de la coordination (ou multiplication logique) des poids et des distances, une fois connus les rĂŽles respectifs de ces deux facteurs. On retrouve naturellement la multiplication en cas dâeffets cumulatifs (Pi X P2 X D2 et P3 X D3). Mais on observe aussi lâexplication et parfois la prĂ©vision (Cro) du cas Pj Ds ; P2 D2 et P, D, oĂč les trois boules partent ensemble parce que les deux facteurs se compensent. On a donc lâopĂ©ration :
(1) (+P)x(+D)= avant ( = P)X( + D) = avant (=P)x( = D)=égalité
(âP)X(âD)=Â aprĂšs (=P)x(âD)=aprĂšs
(+P)X(âD) =Â (compensation (+P) x ( =Â D) =Â avant (âP)X(Â +Â D)=Â j possible (âP)x( =Â D) =Â aprĂšs
oĂč ± P = ± lourd, ± D = plus ou moins grande distance Ă partir du centre.
Nous retrouvons ainsi la mĂȘme table Ă double entrĂ©e que pour les relations de travail (chap. XII, § 3) ou de densitĂ©, etc. au mĂȘme niveau II B.
On pourrait donc ĂȘtre tentĂ© de considĂ©rer comme acquise la notion de compensation multiplicative dĂšs ce sous-stade. Mais deux circonstances empĂȘchent de lui attribuer encore cette gĂ©nĂ©ralitĂ©. La premiĂšre est que, rappelons-le, le sujet ne parvient pas encore de lui-mĂȘme Ă dissocier les facteurs : il exĂ©cute donc correctement lâopĂ©ration quand on lui en prĂ©pare les donnĂ©es, mais cela ne revient pas au mĂȘme que dâorganiser spontanĂ©ment la dĂ©duction par une structuration prĂ©alable des Ă©lĂ©ments de cette dĂ©duction (dĂ©marche gĂ©nĂ©rale de la mĂ©thode expĂ©rimentale qui nĂ©cessite la combinatoire formelle). En second lieu lâopĂ©ration de multiplication logique dont doit se contenter le sujet aux niveaux concrets demeure indĂ©terminĂ©e dans les cas (+ P) X X (âD) et (âP) X (+ D) : il peut alors y avoir compensation, mais elle ne rĂ©sulte pas nĂ©cessairement de ces produits. Pour quâil y ait dĂ©termination complĂšte, il faut alors recourir aux proportions, ce qui nĂ©cessite Ă nouveau la pensĂ©e formelle.
§ 4. Le stade III : dissociation spontanée des facteurs et compensation par proportionnalité
DĂšs le niveau III A, le sujet est capable dâorganiser de lui-mĂȘme lâexpĂ©rience et dâanticiper les compensations par un systĂšme dâopĂ©rations propositionnelles, sans pour autant parvenir Ă une dĂ©duction complĂšte :
Cham (10 ; 7 avancĂ©) met dâabord au hasard P 3 Ă D 3, P 2 Ă D 2 et PI Ă D 1 : « Elles sont parties lâune aprĂšs lâautre. â Ăa tâĂ©tonne ? â Non. La plus grande devait partir aprĂšs parce quâelle tourne moins vite⊠Ah ! non, câest le contraire : plus elle est au bord plus elle tourne vite. (Il met pour le prouver P 3 en D 3, P 3 en D 2 et P 3 en D 1, puis lors dâun nouvel essai P 1 en D 3 et P 1 en D 2 variant donc les distances Ă poids Ă©gaux et faisant la contre-Ă©preuve sur les poids extrĂȘmes.) Celles-lĂ (D 3) sont parties avant. AprĂšs ce sont celles du milieu (D 2). » Puis, aprĂšs quelques nouveaux essais sur la distance, il dĂ©couvre quâen mettant P 3 Ă D 1 et PI Ă D 3 elles partent ensemble, mais que en mettant P 3 et P 2 Ă D 3 « la grosse part avant ». Il compare alors le rĂŽle de la distance Ă une question dâĂ©quilibre : « Câest comme une balance, un peu (dans le sens des mouvements de balancement), câest une question dâĂ©quilibre : si (P 3) et (P 1) sont en (D 3) ils nâont pas dâĂ©quilibre ; sâils sont en (D 2) un peu plus dâĂ©quilibre, si câest en (D 1) câest encore mieux en Ă©quilibre et si câest au centre câest tout Ă fait Ă©quilibré : plus câest vers le milieu, moins ça va vite⊠Mais si (P 3) est en (D 1) et (PI) au centre, la grosse part avant. â Quâest-ce qui joue ? â La grosseur et les trous un peu ; non la grosseur seulement, parce que les trous sont tous la mĂȘme chose ; et lâĂ©lan, lâĂ©lancement. â Quâest-ce qui fait Ă©quilibre ? â La grosseur des billes et les places : si on met la mĂȘme grosseur (PI) en (D 3) part avant (P 1) au centre. Pour les faire partir en mĂȘme temps, il faut mettre une grosse ici (en D 1 quand on a P 1 en D 3). »
Def (11 ; 2) dĂ©couvre Ă©galement le rĂŽle du poids et de la distance. On lui demande de prĂ©voir le rĂ©sultat de P 3 en D 1 et P 2 en D 2 : « Elles partiront en mĂȘme temps. La grande a un plus grand trajet Ă faire, mais est plus lourde et les choses plus lourdes vont plus vite. â Et (P 3 Ă D 1 ; P 2 h D 2 et P 1 h D 3) ? â Elles partiront en mĂȘme temps. La grande est plus lourde, mais a un plus grand trajet Ă faire ; (P 2) est moins lourde que (P 3) mais plus lourde que (PI), mais elle a un plus long trajet Ă faire, alors ça revient au mĂȘme. »
Vis (12 ; 9) aprĂšs le mĂȘme raisonnement : « Ăa fait une compensation. »
Dub (13 ; 4) aprĂšs quâil ait dĂ©couvert lui-mĂȘme les deux facteurs : « Tu peux faire partir les billes en mĂȘme temps ? â On doit faire une proportion : le poids puis la distance (il met P 3 en D 1 et P 2 en D 3). Elles ne sont pas parties ensemble Ă cause de la diffĂ©rence de poids et de la diffĂ©rence de distance : il faut que ça fasse exactement contrepoids. »
Il est remarquable que, au moment oĂč le sujet devient capable de dissocier lui-mĂȘme les facteurs et dâexpĂ©rimenter spontanĂ©ment, il adopte du mĂȘme coup aussitĂŽt une attitude nouvelle envers la compensation en la concevant simultanĂ©ment comme le produit dâun Ă©quilibre et dâune proportion. En effet, au lieu de se reprĂ©senter les distances comme jusquâici (des trajets plus ou moins longs Ă faire jusquâau bord du disque), Cham les considĂšre du point de vue cinĂ©matique par rapport au centre : plus la bille est loin du centre et plus elle fait de mouvement, tandis que plus elle en est proche et plus elle est en Ă©quilibre : dâoĂč la proportion inverse entre les distances et les poids, quâinvoque explicitement Dub et que Vis appelle une compensation.
Or, cette convergence entre les mĂ©thodes dâexpĂ©rimentation et les conceptions nâest pas fortuite, puisque les mĂ©thodes de dissociation sont dues Ă la combinatoire qui apparaĂźt avec les dĂ©buts de la pensĂ©e formelle et que la structure dâensemble de cette pensĂ©e implique le groupe INRC, source du schĂšme de lâĂ©quilibre, ainsi que le schĂšme de la proportionnalitĂ©, tous deux expliquant la notion de compensation.
Le schĂšme de la compensation est donc dâune autre nature au niveau III A dĂ©jĂ quâau stade II. Au niveau II B la compensation est encore de nature additive bien que rĂ©sultant dâune multiplication de relations : câest la relation « plus lourd » ou « plus de poids » (entendue dans le sens dâune diffĂ©rence additive) multipliĂ©e logiquement par la relation « plus prĂšs » (entendue Ă nouveau comme une diffĂ©rence additive) qui explique la compensation. Au contraire, au niveau III A, la compensation implique un sentiment net de proportionnalitĂ© et quand Dub dit que la « diffĂ©rence de poids » ne compense pas la « diffĂ©rence de distance » dans le cas P3 D, P3 D3 et ne fait pas exactement « contrepoids », il prend le terme de « diffĂ©rence » dans le sens dâun rapport et « contrepoids » dans le sens de deux rapports propositionnels qui peuvent se compenser pour des valeurs bien dĂ©terminĂ©es.
Il est vrai que les sujets prĂ©cĂ©dents ne fournissent prĂ©cisĂ©ment pas de proportions mĂ©triques. Mais, dâune part, on ne les leur a pas demandĂ©es et, dâautre part, ils tĂ©moignent visiblement dâun schĂšme qualitatif de proportionnalitĂ©, qui se quantifiera mĂ©triquement de façon spontanĂ©e au niveau III B :
Vir (13 ; 0) rĂ©alise de lui-mĂȘme les combinaisons P3D3etP3D2, puis P2D1 et P3D1 en disant : « Câest une loi : la plus lĂ©gĂšre part plus tard par rapport Ă la plus lourde. » Puis P3D1 et P3D2 et enfin PlDletPlD2 : » Câest celle qui Ă©tait le plus loin (du centre) qui est partie la premiĂšre. » AprĂšs quoi il place P2D3etP3D2 : » Elles vont partir en mĂȘme temps parce que câest un Ă©quivalent lourd et un Ă©quivalent dâĂ©lan : ça fait comme si je mettais (P 2) Ă (D 2) et (P 1) Ă (D 3). »
Cai (14 ans) : « Ăa dĂ©pend comment on les place. Si nous voulons quâelles partent ensemble, il faut que les poids diminuent proportionnellement Ă la longueur. â Comment le prouves-tu ? â Une bille de 1 /3, une autre de 2 /3 et la troisiĂšme de 1 (pour les distances D 3, D 2 et D 1). â Et si la distance est plus grande ? â Il faut faire la mĂȘme combinaison proportionnelle. »
La proportion anticipĂ©e du niveau III A est donc devenue une proportion effective avec traduction numĂ©rique possible (Cai), les « équivalents » quantitatifs (Vir) assurant ainsi la compensation. Il nous est alors possible de reprendre le problĂšme annoncĂ© au dĂ©but de ce chapitre et de nous demander si, psychologiquement, câest lâidĂ©e de compensation qui entraĂźne celle de proportions ou si câest lâinverse, Ă moins naturellement quâil nây ait interdĂ©pendance dĂšs le dĂ©part.
§ 5. Proportions et compensation
Les analyses prĂ©cĂ©dentes (chap. XI Ă XIII) ont permis de constater que la proportionnalitĂ© constitue un schĂšme gĂ©nĂ©ral, liĂ© au groupe de la double rĂ©versibilitĂ© des rĂ©ciproques et des inverses (groupe INRC), tantĂŽt avec la signification quâil prend dans le cas dâun Ă©quilibre mĂ©canique, tantĂŽt avec dâautres significations (gĂ©omĂ©triques, etc.). Or, ce qui est commun Ă ces diverses significations du groupe INRC est lâintervention de processus de compensations, exprimĂ©s par la rĂ©ciprocitĂ© R, Ă la diffĂ©rence des simples inversions N ; et ce qui est commun Ă toutes les formes de proportionnalitĂ© dĂ©couvertes par le sujet est lâintervention de jugements de compensation. Câest lorsquâil comprend, en prĂ©sence de deux variables indĂ©pendantes, que lâaccroissement de lâune produit un rĂ©sultat identique Ă celui dĂ» Ă la diminution de lâautre, que le sujet construit le schĂšme qualitatif de la proportionnalitĂ©. La structure des proportions comporte, en effet, toujours un Ă©lĂ©ment de compensation :
X xz
lorsque lâon a - = â,, les produits xyâ = yxâ constituent un systĂšme de compensations tel que toute modification de valeur de x doit ĂȘtre compensĂ©e, si lâon conserve lâĂ©galitĂ©, par une modification de lâun au moins des autres termes.
Seulement cette notion de compensation sâimpose avec une Ă©vidence intuitive bien diffĂ©rente selon les cas. Elle est dâabord plus sensible lorsque la compensation assure la conservation dâun effet matĂ©riel (grandeur dâune ombre, etc.) que dâun simple rapport (conservation du parallĂ©lisme dans le thĂ©orĂšme de ThalĂšs). Elle est particuliĂšrement significative lorsque les facteurs rĂ©ciproques assurent lâĂ©quilibre dâun systĂšme mĂ©canique, etc.
Il est vrai que la proportionnalitĂ© elle-mĂȘme est plus ou moins facile Ă dĂ©gager, selon quâil sâagit de proportions directes ou inverses et de facteurs plus ou moins aisĂ©s Ă comparer du point de vue de leurs unitĂ©s. Aussi, dans le cas particulier de la force centrifuge oĂč il sâagissait dâanalyser des compensations perceptivement Ă©videntes, avons-nous ramenĂ© les poids Ă trois diffĂ©rences dâunitĂ©s seulement, PI, P2 et P3 et les distances D Ă trois Ă©galement : la proportion P1/P3 = D1/D3 est alors dâune simplicitĂ© intuitive Ă©cartant toute nĂ©cessitĂ© de calcul.
Or, il est remarquable que mĂȘme en ce cas, le schĂšme de la compensation prĂ©cĂšde celui de la proportionnalitĂ©, ce qui revient Ă dire que le sujet a besoin de dĂ©gager au prĂ©alable la conservation possible dâun mĂȘme rĂ©sultat (simultanĂ©itĂ© des dĂ©parts) pour trouver les proportions, tandis quâil aurait pu partir des rapports en jeu et de leurs proportions pour en tirer lâidĂ©e dâune compensation possible. Autrement dit, câest quand le sujet dĂ©couvre quâune augmentation de poids entraĂźne le mĂȘme rĂ©sultat quâune augmentation de distance, et peut donc ĂȘtre compensĂ©e par une diminution de distance, quâil est en Ă©tat de trouver la proportion inverse des poids et des distances, tandis quâil aurait pu, aprĂšs avoir constatĂ© que les billes partent dâautant plus tĂŽt quâelles sont plus lourdes et dâautant plus tard quâelles sont plus prĂšs du centre, Ă©tablir la proportion inverse et en dĂ©duire les Ă©quivalences et compensations possibles.
Si nous dĂ©signons par p lâĂ©noncĂ© dâune augmentation de poids (dâoĂč p sa diminution) et par q lâaugmentation de distance Ă partir du centre (dâoĂč q sa diminution si p, p, q et q se limitent aux changements), si nous appelons en outre r et f les propositions affirmant quâune boule part avant ou aprĂšs une autre et r0 lâĂ©noncĂ© de la simultanĂ©itĂ©, nous constatons que le sujet commence par poser :
(1) p 3 r et q 3 r
dâoĂč :
(2) r0 3 (p. q) V (p. q)
ce qui est lâexpression mĂȘme de la compensation : pour quâune bille parte en mĂȘme temps quâune autre, en cas de modification du poids ou de la distance, il faut quâelle soit Ă la fois plus lourde et plus prĂšs du centre ou plus lĂ©gĂšre et plus loin du centre.
Câest alors de cette constatation quâil tire la proportion :
(3) | | P »1, exemple
ou
(4) 2 =Â R 3 par exemple
Mais il aurait pu de (1) tirer les proportions qualitatives :
(5) - =Â R - et (5 bis) - =Â R 3
â â r p v â r q
dâoĂč il aurait tirĂ© la proportion (4) par transitivitĂ©. De (4) il aurait alors tirĂ© les produits :
(6) pq =Â Rpq
dâoĂč la possibilitĂ© dâune compensation pour r0 (prop. 2), vĂ©rifiable Ă lâexpĂ©rience. Or, non seulement il ne procĂšde pas ainsi, mais il dĂ©couvre la compensation, par opĂ©rations concrĂštes, dĂšs le niveau II B. De plus, ce nâest pas seulement dans le cas de la force centrifuge que le sujet dĂ©bute par la compensation pour trouver ensuite les proportions, mais dans tous les cas Ă©tudiĂ©s jusquâici (chap. XI Ă XIII). Il est vrai que nous en sommes en gĂ©nĂ©ral venus Ă donner la consigne de trouver des compensations ou des Ă©quivalences : mais câest parce que, aprĂšs expĂ©rience, nous avons trouvĂ© que câĂ©tait la voie la plus facile pour lâadolescent et pour lâenfant, les compensations Ă©tant en chacune de ces expĂ©riences, dĂ©couvertes concrĂštement dĂšs le niveau II B.
Cela Ă©tant, nous devons donc chercher la raison de ce fait constant. Il faut dâabord rappeler les caractĂšres gĂ©nĂ©raux du schĂšme de la compensation. Soient deux facteurs dont on Ă©nonce lâaugmentation de valeur par p ou g et la diminution par p ou g et soit un rĂ©sultat dont lâaccroissement sâĂ©nonce par r, lâaffaiblissement par r et la conservation par r0. Il peut alors se prĂ©senter deux cas distincts :
I. â On peut avoir :
(7) p ) r et q ) f
(par exemple lâaugmentation du diamĂštre des cercles implique lâaugmentation de la grandeur de lâombre, tandis que lâaccroissement de distance diminue la grandeur de lâombre : chap. XIII).
En ce cas, la compensation prend la forme :
(8) r0 > (p. q) v (p. q)
et la proportion entre p et g est directe. Appelons p2 et g, (ou px et gj les transformations apportées conjointement aux premiers éléments comparés et p2 et g2 (ou p2 et g2) les transformations apportées au second couple. On a alors, pour (8) :
(9) E-1 =Â Ăż ou (9 bis) =Â R
41 Pa 41 4a
(par exemple le diamĂštre du plus grand des deux cercles est Ă sa distance par rapport Ă la source lumineuse, distance qui est aussi la plus grande, comme le diamĂštre du petit cercle est Ă sa distance).
Â
II. â Mais on peut aussi avoir (comme dans le cas de la force centrifuge et de la balance) :
(10) p ) ret q) r (cf. prop. 1).
En ce cas, on a la compensation :
(H) r0 3 (p. q) V (p. q) (cf. prop. 2).
Mais alors la proportion est inverse, soit :
(12) =Â S-1 ou =Â R
q3 Pa Qa qi
(par exemple le poids de la grande boule est Ă la grande distance de la petite boule comme le poids de la petite boule est Ă la petite distance de la grande boule).
Cela dit, on comprend alors pourquoi le schĂšme de la compensation est plus directement accessible que celui de la proportionnalitĂ©. La premiĂšre raison en est que la compensation est directement fondĂ©e sur des rapports qualitatifs et logiques tels que (7-8) ou (10-11), tandis que les proportions nâacquiĂšrent une structure expĂ©rimentalement vĂ©rifiable quâavec leur quantification numĂ©rique. Câest pourquoi il y a toujours une sorte dâanticipation logique de la proportion (en tant quâĂ©galitĂ© respective de deux produits et de deux sommes), avant sa mise en forme mĂ©trique : nous saisissons maintenant la signification de ce schĂšme anticipateur, puisquâil est toujours dĂ©rivĂ© de celui de la compensation. En second lieu la compensation peut ĂȘtre additive comme multiplicative, ce qui est Ă©galement le cas des proportions logiques, mais non pas des proportions mĂ©triques (dâoĂč la constante tendance initiale de lâenfant Ă chercher la proportionnalitĂ© dans lâĂ©galitĂ© des diffĂ©rences additives). Enfin, la compensation dĂ©rive directement de lâidĂ©e de rĂ©ciprocitĂ©, puisque (prop. 8) p. q est la R de p. q et que (prop. 11) p. q est la R de p. q.
Or, dans le cas des relations, câest la rĂ©ciprocitĂ© qui constitue le fondement de la rĂ©versibilitĂ© et elle ne devient composable avec lâinversion N que par lâintermĂ©diaire du groupe INRC, fondement des proportions.