C) LOIS ET THEORIES

-        L’activité théorique ne consiste pas oublier le réel, mais à passer de la loi, censée l’exprimer dans son objectivité, à la théorie qui coordonne et hiérarchise les lois. L’activité théorique recherche à réduire à un nombre minimal les lois fondamentales d’où toutes les autres puissent se déduire par combinaison et généralisation de type mathématique. Il faut alors entendre par théorie scientifique un système de propositions mathématiques, déduites d’un minimum de principes, pour représenter un ensemble de lois expérimentales. La théorie n’est utile que si elle simplifie les données expérimentales en les coordonnant et représente un pouvoir explicatif important.

1) Les lois

-        Une loi scientifique ne se réduit pas à un énoncé de caractère général vérifiable par l’observation ou l’expérimentation. Elle doit satisfaire à d’autres conditions :

1.     exprimer un rapport universel (vrai dans tous les cas que comporte la loi) et nécessaire (qui ne peut pas ne pas être dans ces conditions) capable de fournir entre deux ou plusieurs phénomènes une explication causale. Mais la science ne se limite pas pour autant à établir des relations causales : elle connaît d’autres types de relations universelles et nécessaires, des relations structurelles (par exemple, la loi de Mariotte établit que le produit de la pression d’un gaz par son volume est constant, sans pour autant que la pression soit la cause du volume);

2.     posséder un haut degré de généralité qui dépasse l’inventaire des expériences ou des observations qui la vérifient. Ces lois sont des énoncés de forme universelle qui affirment l’existence d’une certaine relation uniforme entre différents phénomènes empiriques : quand et où que ce soit, si des conditions d’un  genre déterminé F sont réunies, alors de la même façon, toujours et sans exception aucune, certaines conditions d’un autre genre G seront également réunies. Exemple de loi : quand la température d’un  gaz s’élève, sa pression reste constante, son volume augmente;

3.     la principale différence qui sépare la science de la connaissance commune est que la première établit des relations entre des phénomènes mesurés, alors  que la seconde n’a recours qu’à l’observation imprécise de qualités. Nous disons couramment qu’il fait chaud, que le fond de l’air est frais, que la bière (hum !) est tiède (à éviter, surtout sous ces latitudes tropicales !), alors que le savant mesure une température. La mesure permet, par sa précision, d’établir des relations strictes entre les phénomènes. L’utilisation des concepts quantitatifs, à l’origine de la constitution des sciences de la nature au XVIIIe siècle,  a été étendue à d’autres sciences, notamment les sciences humaines : la psychologie, par exemple, a bénéficié de cette attitude physicienne consistant à réduire le phénomènes psychologiques, à des comportements observables (le courant behavioriste);

4.     mais, en même temps, la science ne peut ignorer les concepts qualitatifs : exclure le qualitatif de la science, c’est s’interdire l’étude de certains phénomènes; ce serait une attitude réductionniste. Georges Canguilhem a montré, par exemple, que les concepts de normal et de pathologique sont nécessaires à la physiologie. La méthode purement quantitative est incapable à elle seule de définir le normal et le pathologique.

-        La science établit donc à la fois des relations quantitatives et qualitatives entre les phénomènes selon les sciences considérées. Mais une science ne se contente pas d’énoncer des lois, elle organise ses connaissances dans des systèmes plus vastes : les théories.

2) Les théories

-        Une théorie est un système logique explicatif qui relie entre eux tous les faits et les différentes lois qui appartiennent à un champ de connaissance. Déduire ces faits et ces lois de principes très généraux et simples : le darwinisme ordonne les concepts de “lutte pour la vie”, de “sélection naturelle”, de “mutation”, de “hasard”, etc. Les théories scientifiques tendent à être des systèmes hypothético-déductifs.

-        Problème du statut épistémologique des théories : quelle est la part de l’expérience et de la raison ? Elle n’est ni un simple reflet des faits (empirisme), ni  un édifice arbitraire de la raison : elle est un système logique qui tient sa force de la confirmation que lui donnent à la fois l’absence de démenti des faits et sa conformité avec le reste du savoir scientifique.

-        Les théories expliquent les phénomènes en les impliquant : si les circonstances sont telles que le suppose la théorie, les faits à expliquer doivent en découler. Une théorie est explicative lorsqu’elle permet de conséquences prédictives portant sur des phénomènes déjà observés, nouveaux. Le critère de choix entre deux explications rivales est l’étendue et la variété des phénomènes qu’un type unifié d’explications permet de rassembler. Ex : l’explication newtonienne du mouvement apparent des planètes est jugée supérieure aux théories de l’antiquité parce qu’elle repose sur la loi de la gravitation qui permet d‘expliquer beaucoup d’autres phénomènes que les théories de Ptolémée ou d’Eudoxe n’expliquaient pas (les marées, le comportement des corps lourds…).

-        Les théories scientifiques contiennent toujours des lois universelles et générales. Seule une loi peut être explicative. Un fait ne s’explique pas par d’autres faits (ex : “Thomas pleure parce que Mathieu lui a donné un coup de poing). Les faits considérés comme explicatifs ne le sont que parce que nous supposons l’existence d’une loi universelle.

3) La vérification des théories

-        Karl Popper a tenté d’énumérer les diverses procédures mises en oeuvre pour établir la vérité d’une théorie :

1.     la cohérence interne du système : comparaison logique des conclusions entre elles qui ne doivent pas se contredire;

2.     la comparaison de la théorie à d’autres théories, afin de déterminer si elle constitue un progrès scientifique;

3.     mise à l’épreuve de la théorie en procédant à des applications empiriques des conclusions qui peuvent en être tirées.

-        Selon Popper, le problème épistémologique central est celui de la démarcation entre science et non-science (voir, dans le cours sur l’inconscient, la critique de la théorie freudienne) : le caractère distinctif d’une théorie scientifique n’est pas sa vérifiabilité, mais sa falsifiabilité. La falsifiabilité est la possibilité de voir l’expérimentation démentir la théorie. Les théories scientifiques sont susceptibles d’être réfutées par l’expérience mais ne peuvent jamais être définitivement confirmées. Une théorie qui a résisté victorieusement aux contrôles qui auraient pu la réfuter est confirmée; cela ne signifie pas qu’elle est vérifiée. Une explication irréfutable (exemples de la psychanalyse, du marxisme) est non scientifique : elle refuse de s’exposer au démenti expérimental et prétend avoir réponse à tout.

-        Ainsi, selon Popper, ce n’est pas l’abondance des vérifications expérimentales qui assure la scientificité d’une théorie, mais la possibilité pour elle d’être infirmée par l’expérience. La science n’a pas pour but de vérifier des hypothèses, des conjectures, mais de faire son maximum pour tenter de les falsifier, c’est-à-dire des les réfuter.

-        L’horoscope qui prédit tel souci de santé a toutes les chances de se voir confirmé par l’expérience. Mais le fait que ses prédictions se réalisent n’autorise nullement à affirmer sa scientificité : en annonçant des événements qui ont toutes les chances de se réaliser, l’horoscope, et l’astrologie en général, se met à l’abri de toute réfutation. Dès lors, les théories au pouvoir explicatif illimité, les théories qui prétendent rendre compte de la totalité des phénomènes qui se produisent ne peuvent être tenues pour scientifiques : elles ne prennent jamais le risque d’être réfutées; il n’existe pas de fait susceptible de les invalider.

-        Soit la proposition : « Tous les corbeaux sont noirs «. J’aurais beau accumuler mille, dix mille observations allant dans le même sens, elles ne prouveront jamais que tous les corbeaux sont noirs : il est toujours possible qu’une nouvelle observation aille dans le sens inverse, et il faudrait que je connusse tous les corbeaux pour pouvoir conclure valablement, ce qui est par définition impossible. En revanche, il est parfaitement possible de réfuter cette proposition : pour cela, il suffit que j’exhibe un seul corbeau blanc, et alors nous serons certains que la proposition est fausse.

-        En somme, une théorie scientifique n’atteint jamais la vérité définitive, elle n’est qu’une hypothèse qui rend le mieux compte du réel dans l’attente d’une nouvelle théorie plus précise. La science progresse par conjecture et réfutations. Une théorie scientifique forme un corps d’hypothèses dont la validité se mesure à sa capacité à résister à des tests ou expériences qui pourraient la falsifier.

-        Il y a donc asymétrie entre la vérité et la fausseté : s’il est impossible de prouver empiriquement qu’une proposition est vraie, il est possible de prouver en toute rigueur qu’elle est fausse. Nos certitudes ne peuvent jamais porter sur la vérité, mais il est certain que certaines propositions sont fausses. Dès lors, une proposition qui ne se prête à aucune réfutation possible (par exemple : Dieu existe, ce que nul ne peut réfuter expérimentalement) n’est pas, par définition, une proposition scientifique. Cela ne signifie pas pour autant qu’elle soit fausse, mais simplement qu’elle relève d’une autre logique que celle de la science.

-        Moralité : « la science est d’abord et avant tout un corps de propositions falsifiables ; la qualité première d’une conjecture scientifique est d’être risquée, et non a priori immunisée contre toute réfutation et toute discussion possible « (Luc Ferry et Jean-Didier Vincent, in Qu’est-ce que l’homme ?, p.123). 

4)     Les révolutions scientifiques

-        Thomas Kuhn, dans La structure des révolutions scientifiques, montre que l’histoire des sciences évolue par cycles : à une époque, une théorie dominante (un paradigme) s’impose jusqu’à ce qu’émerge une période de crise. Une révolution scientifique s’ouvre alors qui voit l’émergence d’un nouveau paradigme dominant.

-        Les révolutions scientifiques se caractérisent par des changements brusques et profonds dans les conceptions scientifiques et par une accélération de la succession des découvertes importantes. Les périodes d’innovations, de changements dans les sciences ont partie liée avec certains transformations dans les conceptions philosophiques : le principe d’inertie, par exemple, suppose un bouleversement complet dans la conception du mouvement par rapport à Aristote et à la conception médiévale (voir, dans le cours “la formation des concepts scientifiques”, l’exemple du concept de pesanteur). De même, les théories d’Einstein conduisent à une approche renouvelée de l’espace et du temps. Les périodes de science exceptionnelle sont caractérisées par des bouleversements rapides et profonds; la communauté des savants abandonne alors une tradition de pensée enracinée : une nouvelle tradition se déploie, incompatible avec la précédente.

-        Ces périodes succèdent à de longs épisodes de “science normale” au cours desquels s’établit un consensus de la communauté des chercheurs sur les fondements de l’explication du monde. La science normale se cristallise dans un paradigme, un courant de pensée qui s’incarnent dans des manuels, des publications, des colloques, etc. Le paradigme désigne ce qui donne du travail à la communauté scientifique, ce qui garantit le sérieux de ses recherches.

-        Quelles sont les causes de la disparition d’un paradigme ? Essentiellement l’accumulation des anomalies qui provoque le ralliement des chercheurs à un cadre d’analyse concurrent. Par exemple, dans le paradigme de Képler, la perturbation de l’orbite de Saturne lors de sa conjonction avec Jupiter constitue une anomalie dans ce paradigme. Ce phénomène contredisait les lois de Képler. Newton propose un nouveau paradigme.

-        Dans une autre perspective, Feyerabend propose une “théorie anarchiste de la connaissance” : il n’est pas de méthode scientifique rigoureuse. Si les savants parviennent à résoudre certains problèmes, c’est parce qu’ils les ont longtemps étudiés et qu’ils ont su faire preuve d’astuce et d’imagination. Mais il n’existe aucun critère permettant de distinguer science et non-science. Il faut alors réhabiliter tous les savoirs étouffés par le diktat de la science officielle : le mythe, la religion, la magie, la sorcellerie : “Séparer la science de la non-science est non seulement artificiel, mais aussi nuisible à l’avancement de la connaissance. Si nous voulons comprendre la nature, si nous voulons maîtriser notre environnement physique, nous devons nous servir de toutes les idées, de toutes les méthodes et non pas seulement d’une sélection de quelques-unes d’entre elles. Affirmer, à l’inverse, qu’il n’y a pas de connaissance en dehors de la science - extra scientiam nulla salus - n’est rien d ‘autre qu’un conte de fées fort commode” (Feyerabend).

-        Ici les théories scientifiques ne sont que des explications provisoires susceptibles d’être remises en cause par la découverte de nouveaux faits. Le réel est inépuisable et révèle sans cesse de nouvelles richesses à nos techniques d’observation toujours plus fines et plus puissantes. L’expérience ne cesse de poser des problèmes auxquels les hypothèses proposent des solutions qu’il faut sans cesse élargir. Il n’y a pas de système définitif d’explication : l’univers des faits connus ne cesse de s’élargir avec le progrès des techniques. L’achèvement du savoir est seulement un idéal, une exigence.

-        Ne peut-on pas affirmer que la science et ses théories sont seulement des conventions qui nous permettent de parler commodément du monde, sans qu’il soit possible d’exhiber leur fondement objectif ? Si les théories ne sont pas des reflets objectifs, sont - elles alors des fictions qui nous permettent de rendre compte des phénomènes sans se poser la question de l’objectivité et de la légitimité de la connaissance ?

D) SCIENCE ET VERITE

-        Vous mettrez en relation cette partie du cours avec les documents relatifs à la notion de vérité distribués en classe ; vous lirez très attentivement les corrigés de dissertation portant sur le thème de la vérité et sur le rapport entre la science et la vérité (par exemple : y a-t-il des vérités définitives ? Une théorie scientifique peut-elle être à la fois vraie et provisoire ?).

-        La vérité est une exigence, un idéal régulateur, pour la science et la connaissance en général : l’activité scientifique consiste à viser la vérité absolue à travers des vérités successives. Lire le cours sur la vérité et la distinction établie entre les différentes façons qu’a la sciences de produire le vrai : la vérité formelle avec les mathématiques et la logique, la vérité expérimentale avec la biologie, la physique, la vérité comme interprétation avec les sciences humaines…

-        D’abord, la vérité d’une théorie, ce n’est pas la correspondance entre une théorie (un langage) et une réalité objective extérieure et indépendante. La vérité serait plutôt une affaire de cohérence : cohérence de l’interprétation des théories relativement aux données et à la réussite des prédictions qu’elles autorisent. Conception “conventionaliste” de la science : le critère de choix des théories est davantage leur commodité que leur vérité objective. Exemple de la polémique qui opposa Galilée à l’Inquisition. L’Eglise adoptait le géocentrisme grec d’Aristote et de Ptolémée. Galilée était partisan de l’héliocentrisme. Le géocentrisme est une interprétation du mouvement apparent, observable des planètes. C’est une interprétation cohérente qui permet des prédictions sur la trajectoire des planètes, des éclipses. L’héliocentrisme est une autre interprétation cohérente des mêmes observations permettant des prédictions correctes. Les théories héliocentriste et géocentriste sont des langages commodes pour rendre compte de l’expérience. La théorie de Galilée est seulement supérieure à celle de Ptolémée et non pas vraie dans l’absolu car elle est un langage plus cohérent et plus performant sur le monde, elle permet davantage de prédictions.

-        On retrouve ici l’analyse de Kuhn sur les aspects conventionnels de la science. Les paradigmes scientifiques sont des modèles idéaux de l’ordre naturel en fonction duquel les théories son proposées, les recherches se programment, les méthodes se codifient, l’enseignement est défini, etc. La science est conservatrice : il s’agit pour elle de parfaire les paradigmes existants, de trouver à l’intérieur du cadre que fournissent ces paradigmes des solutions plus satisfaisantes aux problèmes qu’ils permettent de résoudre. Une révolution scientifique ne survient que lorsque toutes les possibilités de conservation du paradigme existant ont été épuisées. Impossibilité donc de fonder la connaissance scientifique sur des bases à toute épreuve.

-        Mais si l’expérience n’est pas un fondement, elle est néanmoins un guide pour le savoir scientifique. S’il n’y a pas de fondement absolu à la connaissance scientifique, il y a un critère de démarcation qui permet de la distinguer des spéculations incontrôlables : l’accord réalisé par la communauté scientifique sur les paradigmes est l’indice d’une “objectivité minimale”. La connaissance scientifique consiste à établir des règles de correspondance permettant d’interpréter l’expérience dans le langage de la théorie. Si la science a un minimum d’accord des esprits et d’universalité, c’est que les théories ont un contenu expérimental contrôlable. On peut alors parler d’une “objectivité faible” de la science.

-        On peut aussi envisager une théorie du progrès scientifique par intégration : la théorie précédente reste vraie, à l’intérieur de certaines limites que la théorie suivante parvient à dépasser ; il y a remplacement d’une théorie, mais par une autre qui inclut la première. Une théorie nouvelle intègre les résultats qu’on avait cru d’abord définitifs dans une synthèse plus générale où ils apparaissent comme des cas particuliers  

CONCLUSION GENERALE

-        La tentative empiriste et inductiviste de réhabilitation de l’expérience n’est pas probante. Il n’est pas possible d’exhiber un donné expérimental pur sans présupposition théorique. Il est impossible de fonder à partir des faits une procédure inductive garantissant la vérité des lois et des théories : l’expérience n’est pas le seul ancrage solide de nos théories.

-        Un fait n’a de sens pour la science que s’il pose une question. Un fait ne suscite l’attention d’un savant que lorsqu’il est en contradiction avec la science de l’époque (notion de fait polémique).

-        L’hypothèse apporte une réponse au fait polémique, elle est une explication rationnelle inventée sur le mode du “pourquoi pas ?”.

-        Les procédures de vérification n’apportent pas une réponse définitive aux hypothèses. Une théorie est infirmée lorsque les conséquences tirées de la théorie se révèlent contraires aux faits expérimentaux. Mais une hypothèse ne saurait être définitivement vérifiée : la nature peut répondre non, elle ne peut répondre par un oui définitif : de nouveaux faits polémiques peuvent modifier radicalement la théorie initiale.

-        Le réel en tant qu’objet de science n’est donc pas la chose en soi, au sens kantien du terme (ce qui fait la réalité de l’objet indépendamment de son rapport à nous). La science construit le réel et, par là, déréalise le donné. La réalité de l’objet scientifique ne doit pas être confondue avec la réalité de l’objet naturel. Même les sciences de la nature ne rencontrent jamais la nature : ces sciences saisissent leur objet non comme extérieur, mais comme résultat d’une activité qui le constitue en construisant les conditions de son observation et de son étude.

-        La science est donc à la fois relative à notre pensée et assise sur le réel. La relativité de la science ne doit pas entraîner un relativisme ; il ne faut pas prendre l’objectivité de la science pour un absolu de l’objet. Cette objectivité est liée à des conditions qui tiennent à la fois à l’exercice de la raison et au développement de la technique. La science exige l’universalité au niveau de ses opérations, mais elle ne prétend pas à l’intemporalité : cette universalité, liée à la transparence de ses procédés, ouvre la possibilité constante d’un dépassement.

-        C’est dire que l’aventure scientifique est un progrès indéfini, non une accumulation de faits, une succession de crises. La vérité scientifique est une solution, toujours provisoire, des contradictions entre les théories anciennes et les faits nouvellement découverts : tantôt on parvient à intégrer les faits nouveaux à l’ancienne théorie, tantôt la théorie elle-même doit être bouleversée.