09/03/2011

Philosophie des sciences

andresr060500133.jpgEn étudiant l’histoire des sciences, on constate que la plupart des théories scientifiques de jadis ont été remplacées par d’autres théories scientifiques. Se pose alors la question philosophique de savoir si ce remplacement est l’indice d’un progrès scientifique nous conduisant vers une connaissance de la nature, ou bien si au contraire il ne s’agit que d’un simple bouleversement nous permettant uniquement de faire des prédictions plus exactes.


Les exemples de remplacement d’une théorie scientifique par une autre sont abondants. Même si l’on se limite à la physique de l’époque moderne, qui est le paradigme d’une science exacte, on trouve de nombreux exemples de remplacement : la mécanique classique a été remplacée par la mécanique quantique, la physique classique de l’espace et du temps avant Einstein par la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, la théorie de la relativité générale l’a emporté sur la théorie de la gravité de Newton, l’astronomie de Ptolémée a été remplacée par celle de Kepler puis par celle de Newton, et aujourd’hui on cherche à trouver une théorie cosmologique unifiant la théorie de la relativité générale et la physique quantique.

Une théorie remplacée n’est pas forcément une théorie inutile. Il convient donc de faire une distinction entre l’utilité et la vérité d’une théorie. L’astronomie de Ptolémée était utile pour la navigation, mais il était faux de supposer que tous les corps célestes tournent autour de la Terre. Pour prendre un exemple contemporain, si l’on considère des corps d’une grandeur moyenne, la mécanique classique suffit pour la pratique. Par exemple, pour l’ingénieur qui cherche à construire un pont sur la Seine, la mécanique classique est opérationnelle. Si, en revanche, il s’agit de produire des lasers semiconducteurs, il est indispensable de recourir à la mécanique quantique.

Néanmoins, si l’on cherche à savoir lesquelles de nos théories scientifiques sont vraies, alors on doit avouer que la mécanique classique est fausse et que la théorie des quanta – plus précisément, la théorie des champs quantiques – ainsi que la théorie de la relativité générale sont, dans l’état actuel de nos connaissances, les meilleurs candidats disponibles pour être des théories vraies ou approximativement vraies. Toutes les prédictions des résultats d’expérience que nous donne la mécanique classique sont strictement fausses dans tous les cas, même dans le cas de la construction des ponts. Cependant, les théories que nous tenons aujourd’hui pour correctes impliquent que dans de nombreux cas, la différence entre les résultats corrects et les résultats que produit la mécanique classique est négligeable. Aucun instrument de mesure dont nous disposons ne peut déceler cette différence. Il serait donc très peu commode d’utiliser la théorie des champs quantiques dans le but pratique de calculer des quantités se rapportant à des objets macroscopiques.

On peut être tenté de dire que cette substitution est la marque du progrès : on avance en sciences par un ajustement progressif des théories, c’est-à-dire en transformant les théories anciennes en de nouvelles théories. Mais attention, le pessimiste essayera de nous convaincre que l’on n’a pas réellement fait de progrès. Voici son argument : l’induction est une méthode indispensable pour formuler des théories scientifiques. Sur la base de cas individuels semblables on propose une règle générale. Puis, on met la règle générale à l’épreuve en en déduisant des prédictions. Par exemple, sur la base de l’observation de corbeaux noirs, on formule la théorie que tous les corbeaux sont noirs (aussi primitive que soit cette théorie). Puis, on fait la prédiction que le prochain corbeau que l’on rencontrera est noir. Le pessimiste prend les théories que l’histoire des sciences nous présente comme des cas individuels. Il applique à ces cas la méthode de l’induction, effectuant ainsi une sorte de métainduction : ici l’induction ne concerne pas des phénomènes dans le monde, mais des théories scientifiques. Son but est de formuler une métathéorie ayant pour objet des théories scientifiques plutôt que des phénomènes dans le monde. Comme un grand nombre de théories que nous a présentées l’histoire des sciences se sont révélées fausses, le pessimiste conclut à la règle générale que les théories scientifiques sont fausses. Sur cette base, il fait la prédiction que les théories dont nous supposons aujourd’hui la vérité se montreront fausses dans l’avenir.

Selon l’argument de l’induction pessimiste, il n’y a aucune raison de croire que nos théories actuelles auront un meilleur destin que nos théories passées. Par conséquent, il n’y a aucune raison de croire que nous parviendrons jamais à une théorie vraie. Les théories scientifiques sont certainement utiles, mais elles ne sont pas vraies. Nous ne sommes pas en mesure d’acquérir de véritables connaissances de la nature. L’argument de l’induction pessimiste est donc un argument sceptique, mettant en cause la valeur cognitive de nos théories scientifiques.
Cet argument remonte à Henri Poincaré (1854-1912), mathématicien et épistémologue franc ̧ais, qui dit dans une communication adressée au congrès international de physique de 1900 :

« Les gens du monde sont frappés de voir combien les théories scientifiques sont éphémères. Après quelques années de prospérité, ils les voient successivement abandonnées ; ils voient les ruines s’accumuler sur les ruines ; ils prévoient que les théories aujourd’hui a` la mode devront succomber a` leur tour a` bref délai et ils en concluent qu’elles sont absolument vaines. C’est ce qu’ils appellent la faillite de la science. »

Il est cependant disputable si Poincaré lui-même soutient la conclusion pessimiste de ce raisonnement.

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L'auteur :

 

ESFELD MICHAEL : Professeur à l'Université de Lausanne et à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

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