Piaget De la logique de l’enfant Ă  la logique de l’adolescent : essai sur la construction des structures opĂ©ratoires formelles

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 l’équilibre (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 l’augmentation de valeur de l’un donne le mĂȘme rĂ©sultat que l’augmentation ou la diminution de valeur de l’autre. 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 d’en analyser un nouvel exemple oĂč le sujet ait tout Ă  la fois la possibilitĂ© de construire des proportions mĂ©triques (ce qui n’est pas le cas Ă  propos de la flexibilitĂ©) et d’isoler les facteurs de l’équilibre en jeu selon le procĂ©dĂ© « toutes choses Ă©gales d’ailleurs » (ce qui n’est pas le cas Ă  propos de la traction du wagonnet), ceci dans le but de rechercher si, psychologiquement, ce sont les proportions qui entraĂźnent l’idĂ©e de compensation ou l’inverse.

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 l’effet 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, c’est-Ă -dire qu’à comprendre les deux relations suivantes : une bille part d’autant plus tĂŽt qu’elle est plus lourde et d’autant moins tĂŽt qu’elle est plus prĂšs du centre. D’oĂč le problĂšme de compensation : une bille lourde situĂ©e prĂšs du centre peut partir en mĂȘme temps qu’une 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 l’ordre de succession des dĂ©parts, y compris la grosseur et la distance, mais pas exclusivement :

Coq (6 ; 11) : « L’une part d’un cĂŽtĂ©, l’autre de l’autre parce qu’elles ne veulent pas aller du mĂȘme cĂŽtĂ©. »

Pav (6 ; 2) : « La bille qui est sur le troisiĂšme cercle partira la premiĂšre parce qu’elle est plus prĂšs du bord. — (Grande et moyenne sur le mĂȘme cercle) — Ensemble. Ça ne fait rien quand elles sont plus grosses. — (ExpĂ©rience). La grosse est partie la premiĂšre parce qu’elle 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  l’absence de toute prudence opĂ©ratoire (cf. Pav qui passe du jamais au « toujours » au vu d’un seul cas !). Plus prĂ©cisĂ©ment, l’enfant de ce stade observe bien les faits, mais ne dispose pas d’un schĂ©matisme suffisant de l’inclusion ou du « tous » et de « quelques » pour Ă©tablir des lois. Il s’y ajoute la tendance Ă  croire que tout ce qui est doit ĂȘtre tel qu’il est, ce qui constitue Ă  la fois le principe de la gĂ©nĂ©ralisation et d’une 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 n’est qu’exceptionnelle 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 j’ai mis une grosse (il tourne). Elles sont quand mĂȘme parties. (Nouvel essai). Celle-lĂ  est restĂ©e parce qu’elle est trop lĂ©gĂšre. — Pourquoi ? — Les billes qui sont lĂ©gĂšres restent ; des fois elles partent parce que ça tourne fort. — (On met des grosses de poids Ă©gal aux distances D 3 et D 2) 2. — (D 3) Ă©tait la premiĂšre (D 2) la seconde. — Pourquoi ? — Parce qu’elle est toujours la premiĂšre quand elle est Ă  (1). — Pourquoi ? — Elle a un tout petit bout (de chemin) Ă  faire. — (On met P 2 Ă  D 3 et P 1 Ă  D 2). — C’est (P 2) qui sera la premiĂšre. (Il tourne). Les deux en mĂȘme temps ; la petite (P 2) un petit peu avant. — Ça t’étonne ? — 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. C’était d’abord 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 qu’elle est plus grosse (on refait : Ă  peu prĂšs simultanĂ©s). C’est la petite la premiĂšre parce qu’elle a un petit chemin Ă  faire. »

Mon (8 ; 0) PrĂ©vision : « Elles partent n’importe oĂč si je tourne : c’est pour toutes la mĂȘme chose. (ExpĂ©rience.) Celles qui sont plus prĂšs s’en 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 d’abord parce qu’elles sont plus lĂ©gĂšres. (ExpĂ©rience.) Non, c’est le contraire. — Tu peux refaire ? — Si c’est une fois comme ça, ce sera toujours comme ça! — (On met P 1 en D 3 et P 2 en D 1). — 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 jusqu’à la multiplication logique suivante : « Comment vas-tu poser les billes (PI, P 2 et P 3) pour qu’elles partent l’une aprĂšs l’autre ? — (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 d’un certain intĂ©rĂȘt du point de vue du problĂšme de la compensation qui nous occupe en ce chapitre. Lorsque l’on dissocie les facteurs pour faciliter la tĂąche de l’enfant, 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, d’une part, le sujet n’aurait pas pu Ă©tablir de lui-mĂȘme ces deux lois si l’on avait mĂȘlĂ© les situations, faute de la mĂ©thode « toutes choses Ă©gales d’ailleurs » qui ne se constitue qu’au niveau III. D’autre part, lorsqu’aprĂšs 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 l’appareil, c’est-Ă -dire Ă  deux sortes d’écarts 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 l’emploient 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, l’enfant fait intervenir dans son explication soit l’un soit l’autre, 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 l’enfant recule devant l’indĂ©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, puisqu’on fait il y a compensation. Mais, d’autre part, il se refuse Ă  la constater (cf. Gui) parce qu’il ne la comprend pas, ou la constate sans comprendre qu’il s’agit d’une 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 s’étendre 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 qu’il 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 l’un de l’autre. Mais lorsque, grĂące aux simplifications dues aux prĂ©sentations successives de l’expĂ©rimentateur, l’enfant 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 qu’il y en a une qui est Ă  beaucoup de distance et l’autre Ă  peu de distance. — Et comme ça (P 3 en D 1 et P 2 en D 3) ? — C’est celle-lĂ  (P 3) avant, parce qu’elle est plus grosse et l’autre est plus petite (ExpĂ©rience : le contraire.) — C’est parce qu’elle (P 2) est plus prĂšs du bord. — Ça change avec quoi ? — Avec quelle grosseur et avec quel poids. — Et ça (P 1 en D 3 et P 2 en D 2) ? — Ensemble, parce que si on avait mis celle-ci (P 1) avec une grosse (P 3) c’est la grosse qui partirait la premiĂšre, mais avec (P 2) elle part ensemble parce qu’elle est petite et elle a une petite distance et l’autre est grosse et elle a une plus grande distance. — Et (P 3 en D 3 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 1) ? — Celle-lĂ  (P 3) part la premiĂšre parce qu’elle 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. — Comment faire pour qu’elles partent ensemble ? — (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 qu’elles sont les deux de la mĂȘme grosseur. — Et (P 3 en D 1 et P 3 en D 2) ? — La plus loin du centre est partie avant, parce qu’elle est plus prĂšs du bord. — (P 3 en D 1 et P 2 en D 1). Laquelle partira la premiĂšre ? — (P 3) avant parce qu’elle est plus lourde. — (P 3 en D 2 et P 2 en D 3) ? — (P 2) avant parce qu’elle 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. — Et (P 3 en D 3 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 1) ? — Celle-lĂ  (P 3) partira la premiĂšre parce qu’elle est plus lourde et plus prĂšs du bord. — Et (P 3 en D 1 ; P 2 en D 2 et P 1 en D 3) ? — 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 l’achĂšvement 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 d’effets cumulatifs (Pi X P2 X D2 et P3 X D3). Mais on observe aussi l’explication 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 l’opĂ©ration :

(1) (+P)x(+D)= avant ( = P)X( + D) = avant (=P)x( = D)=égalité

(—P)X(—D)= aprùs (=P)x(—D)=aprùs

(+P)X(—D) = (compensation (+P) x ( = D) = avant (—P)X( + D)= j possible (—P)x( = D) = aprùs

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 l’opĂ©ration quand on lui en prĂ©pare les donnĂ©es, mais cela ne revient pas au mĂȘme que d’organiser 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 l’opĂ©ration de multiplication logique dont doit se contenter le sujet aux niveaux concrets demeure indĂ©terminĂ©e dans les cas (+ P) X X (—D) et (—P) X (+ D) : il peut alors y avoir compensation, mais elle ne rĂ©sulte pas nĂ©cessairement de ces produits. Pour qu’il 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 d’organiser de lui-mĂȘme l’expĂ©rience et d’anticiper les compensations par un systĂšme d’opĂ©rations propositionnelles, sans pour autant parvenir Ă  une dĂ©duction complĂšte :

Cham (10 ; 7 avancĂ©) met d’abord au hasard P 3 Ă  D 3, P 2 Ă  D 2 et PI Ă  D 1 : « Elles sont parties l’une aprĂšs l’autre. — Ça t’étonne ? — Non. La plus grande devait partir aprĂšs parce qu’elle tourne moins vite
 Ah ! non, c’est 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 d’un 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 qu’en 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 d’équilibre : « C’est comme une balance, un peu (dans le sens des mouvements de balancement), c’est une question d’équilibre : si (P 3) et (P 1) sont en (D 3) ils n’ont pas d’équilibre ; s’ils sont en (D 2) un peu plus d’équilibre, si c’est en (D 1) c’est encore mieux en Ă©quilibre et si c’est au centre c’est tout Ă  fait Ă©quilibré : plus c’est vers le milieu, moins ça va vite
 Mais si (P 3) est en (D 1) et (PI) au centre, la grosse part avant. — Qu’est-ce qui joue ? — La grosseur et les trous un peu ; non la grosseur seulement, parce que les trous sont tous la mĂȘme chose ; et l’élan, l’élancement. — Qu’est-ce qui fait Ă©quilibre ? — 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. — Et (P 3 Ă  D 1 ; P 2 h D 2 et P 1 h D 3) ? — 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 : « Ça fait une compensation. »

Dub (13 ; 4) aprĂšs qu’il ait dĂ©couvert lui-mĂȘme les deux facteurs : « Tu peux faire partir les billes en mĂȘme temps ? — 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 d’expĂ©rimenter spontanĂ©ment, il adopte du mĂȘme coup aussitĂŽt une attitude nouvelle envers la compensation en la concevant simultanĂ©ment comme le produit d’un Ă©quilibre et d’une proportion. En effet, au lieu de se reprĂ©senter les distances comme jusqu’ici (des trajets plus ou moins longs Ă  faire jusqu’au 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 : d’oĂč la proportion inverse entre les distances et les poids, qu’invoque explicitement Dub et que Vis appelle une compensation.

Or, cette convergence entre les mĂ©thodes d’expĂ©rimentation et les conceptions n’est 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 d’ensemble de cette pensĂ©e implique le groupe INRC, source du schĂšme de l’équilibre, ainsi que le schĂšme de la proportionnalitĂ©, tous deux expliquant la notion de compensation.

Le schĂšme de la compensation est donc d’une autre nature au niveau III A dĂ©jĂ  qu’au stade II. Au niveau II B la compensation est encore de nature additive bien que rĂ©sultant d’une multiplication de relations : c’est la relation « plus lourd » ou « plus de poids » (entendue dans le sens d’une 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 d’un 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, d’une part, on ne les leur a pas demandĂ©es et, d’autre part, ils tĂ©moignent visiblement d’un 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 : « C’est une loi : la plus lĂ©gĂšre part plus tard par rapport Ă  la plus lourde. » Puis P3D1 et P3D2 et enfin PlDletPlD2 : » C’est 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 c’est un Ă©quivalent lourd et un Ă©quivalent d’élan : ça fait comme si je mettais (P 2) Ă  (D 2) et (P 1) Ă  (D 3). »

Cai (14 ans) : « Ça dĂ©pend comment on les place. Si nous voulons qu’elles partent ensemble, il faut que les poids diminuent proportionnellement Ă  la longueur. — Comment le prouves-tu ? — 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). — Et si la distance est plus grande ? — 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, c’est l’idĂ©e de compensation qui entraĂźne celle de proportions ou si c’est l’inverse, Ă  moins naturellement qu’il n’y 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 qu’il prend dans le cas d’un Ă©quilibre mĂ©canique, tantĂŽt avec d’autres significations (gĂ©omĂ©triques, etc.). Or, ce qui est commun Ă  ces diverses significations du groupe INRC est l’intervention 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 l’intervention de jugements de compensation. C’est lorsqu’il comprend, en prĂ©sence de deux variables indĂ©pendantes, que l’accroissement de l’une produit un rĂ©sultat identique Ă  celui dĂ» Ă  la diminution de l’autre, 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 l’on a - = —,, les produits xy’ = yx’ constituent un systĂšme de compensations tel que toute modification de valeur de x doit ĂȘtre compensĂ©e, si l’on conserve l’égalitĂ©, par une modification de l’un au moins des autres termes.

Seulement cette notion de compensation s’impose avec une Ă©vidence intuitive bien diffĂ©rente selon les cas. Elle est d’abord plus sensible lorsque la compensation assure la conservation d’un effet matĂ©riel (grandeur d’une ombre, etc.) que d’un simple rapport (conservation du parallĂ©lisme dans le thĂ©orĂšme de ThalĂšs). Elle est particuliĂšrement significative lorsque les facteurs rĂ©ciproques assurent l’équilibre d’un systĂšme mĂ©canique, etc.

Il est vrai que la proportionnalitĂ© elle-mĂȘme est plus ou moins facile Ă  dĂ©gager, selon qu’il s’agit 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 s’agissait d’analyser des compensations perceptivement Ă©videntes, avons-nous ramenĂ© les poids Ă  trois diffĂ©rences d’unitĂ©s seulement, PI, P2 et P3 et les distances D Ă  trois Ă©galement : la proportion P1/P3 = D1/D3 est alors d’une 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 d’un mĂȘme rĂ©sultat (simultanĂ©itĂ© des dĂ©parts) pour trouver les proportions, tandis qu’il aurait pu partir des rapports en jeu et de leurs proportions pour en tirer l’idĂ©e d’une compensation possible. Autrement dit, c’est quand le sujet dĂ©couvre qu’une augmentation de poids entraĂźne le mĂȘme rĂ©sultat qu’une augmentation de distance, et peut donc ĂȘtre compensĂ©e par une diminution de distance, qu’il est en Ă©tat de trouver la proportion inverse des poids et des distances, tandis qu’il aurait pu, aprĂšs avoir constatĂ© que les billes partent d’autant plus tĂŽt qu’elles sont plus lourdes et d’autant plus tard qu’elles 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 l’énoncĂ© d’une augmentation de poids (d’oĂč p sa diminution) et par q l’augmentation de distance Ă  partir du centre (d’oĂč q sa diminution si p, p, q et q se limitent aux changements), si nous appelons en outre r et f les propositions affirmant qu’une boule part avant ou aprĂšs une autre et r0 l’énoncĂ© de la simultanĂ©itĂ©, nous constatons que le sujet commence par poser :

(1) p 3 r et q 3 r

d’oĂč :

(2) r0 3 (p. q) V (p. q)

ce qui est l’expression mĂȘme de la compensation : pour qu’une bille parte en mĂȘme temps qu’une autre, en cas de modification du poids ou de la distance, il faut qu’elle soit Ă  la fois plus lourde et plus prĂšs du centre ou plus lĂ©gĂšre et plus loin du centre.

C’est alors de cette constatation qu’il tire la proportion :

(3) | | P »1, exemple

ou

(4) 2 = R 3 par exemple

Mais il aurait pu de (1) tirer les proportions qualitatives :

(5) - = R - et (5 bis) - = R 3

‘ ‘ r p v ‘ r q

d’oĂč il aurait tirĂ© la proportion (4) par transitivitĂ©. De (4) il aurait alors tirĂ© les produits :

(6) pq = Rpq

d’oĂč la possibilitĂ© d’une compensation pour r0 (prop. 2), vĂ©rifiable Ă  l’expĂ©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 n’est 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 jusqu’ici (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 c’est parce que, aprĂšs expĂ©rience, nous avons trouvĂ© que c’était la voie la plus facile pour l’adolescent et pour l’enfant, 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 d’abord rappeler les caractĂšres gĂ©nĂ©raux du schĂšme de la compensation. Soient deux facteurs dont on Ă©nonce l’augmentation de valeur par p ou g et la diminution par p ou g et soit un rĂ©sultat dont l’accroissement s’énonce par r, l’affaiblissement par r et la conservation par r0. Il peut alors se prĂ©senter deux cas distincts :

I. — On peut avoir :

(7) p ) r et q ) f

(par exemple l’augmentation du diamùtre des cercles implique l’augmentation de la grandeur de l’ombre, tandis que l’accroissement de distance diminue la grandeur de l’ombre : 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 = ÿ ou (9 bis) = 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).

 

II. — 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) = S-1 ou = 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 n’acquiĂšrent une structure expĂ©rimentalement vĂ©rifiable qu’avec leur quantification numĂ©rique. C’est pourquoi il y a toujours une sorte d’anticipation logique de la proportion (en tant qu’égalitĂ© respective de deux produits et de deux sommes), avant sa mise en forme mĂ©trique : nous saisissons maintenant la signification de ce schĂšme anticipateur, puisqu’il 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 (d’oĂč la constante tendance initiale de l’enfant Ă  chercher la proportionnalitĂ© dans l’égalitĂ© des diffĂ©rences additives). Enfin, la compensation dĂ©rive directement de l’idĂ©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, c’est la rĂ©ciprocitĂ© qui constitue le fondement de la rĂ©versibilitĂ© et elle ne devient composable avec l’inversion N que par l’intermĂ©diaire du groupe INRC, fondement des proportions.