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8 : Sciences |
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PARTIE 8 : LA DÉMARCHE SCIENTIFIQUE
Galileo Galilei, dit Galilée, physicien et astronome italien (1564-1642). Il est le véritable père fondateur de la démarche scientifique. |
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Rappelons que la démarche scientifique n’est pas une recette toute préparée d’avance que les scientifiques se contentent de suivre à la lettre, étape par étape. Il s’agit plutôt d’un ensemble de principes, d’attitudes et de critères à adopter dans la recherche de la vérité sur ce qu’est la réalité et sur comment elle fonctionne. Rappelons également que nous utilisons le mot « croyance » au sens « d’idée que l’on juge être vraie ou très probablement vraie », et non au sens de « croyance religieuse », « d’idée de peu de valeur » ou encore « d’opinion propre à chacun ». |
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PLAN DE LA PARTIE 8 |
Le but ultime des sciencesRappelons que l’esprit, en tant que phénomène émergent de l’activité du cerveau (voir « l'analogie du piano et de la mélodie » - et non en tant qu’entité surnaturelle !), ne vit pas dans la réalité objective en soi mais dans sa propre représentation mentale de la réalité (voir à ce sujet la partie 4). L’esprit confond facilement sa représentation mentale de la réalité avec la réalité objective en soi et a de la difficulté à concevoir qu’une autre personne ait une représentation mentale différente. Toute représentation mentale de la réalité est nécessairement partielle, partiellement fausse et fragmentée. La recherche scientifique, en tant que quête de la vérité, a pour but de rendre notre représentation mentale de la réalité : 1) moins partielle, en y ajoutant de nouvelles connaissances ; 2) moins partiellement fausse, en y retirant des croyances erronées déjà présentes ; et enfin 3) moins fragmentée en découvrant les relations cachées entre des faits en apparence sans rapport. Voir aussi « croyance ou connaissance ? ». Le but ultime des sciences est de construire une représentation mentale de la réalité qui soit complète, complètement vraie et complètement unifiée. Cet objectif ambitieux soulève des questions qui sont malheureusement sans réponse... Ce but ultime n'est-il qu'une utopie ou a-t-il un rapport quelconque avec la réalité ? L'humain a-t-il la capacité d'atteindre ce but ultime ? Si l'humain a cette capacité, atteindra-t-il effectivement ce but ultime un jour ? Si l'humain réussit à atteindre ce but ultime un jour, aura-t-il la capacité de s'en rendre compte ? Si ce but ultime correspond à une véritable possibilité et non pas à une chimère dépourvue de tout rapport avec la réalité, où les sciences sont-elles rendues par rapport à l'atteinte de ce but ultime, depuis leur naissance il y a 400 ans ? |
Les 5 étapes de la démarche scientifiqueLa quête scientifique de la vérité sur ce qu'est la réalité et sur comment celle-ci fonctionne s'effectue en 5 étapes qui, d'un point de vue logique, se suivent. Toutefois, dans la pratique, ces 5 étapes (ou quelques unes d'entre elles) peuvent être mises en oeuvre simultanément dans un domaine de recherche donné. Chacune de ces 5 étapes constitue en soi une démarche scientifique valide. Nous n'allons donc pas présenter ici la formulation originale, par Galilée, de la démarche scientifique en 4 étapes. Nous allons présenter une formulation modernisée de la démarche scientifique. |
1 : La collecte et la quantification des faitsIl nous faut un point de départ pour chercher la vérité sur ce qu’est la réalité et sur comment elle fonctionne. Puisque la vérité ne nous est pas infuse (postulat 15), ce point de départ doit nécessairement être la découverte, par des observations et / ou des expériences (effectuées par les sens ou par des instruments de mesure qui sont une extension des sens ; postulat 16), des objets et des processus extérieurs à nous qui constituent la réalité (postulat 18). C’est ce qu’on appelle la « collecte des faits ». Une fois que des faits ont été « collectés », leur formulation doit aller au-delà du seul énoncé qualitatif (comme par exemple : « les êtres vivants sont constitués de cellules » ; « tous les objets de l’univers s’attirent par une force nommée gravité »). Tout fait doit être également quantifié, c’est-à-dire être exprimé par des nombres ou des équations (postulat 11). Bien entendu, la forme et l’étendue de la quantification des faits doivent être adaptées aux objets et processus considérés. Par exemple, la forme « équation » est très appropriée pour la quantification des phénomènes relevant de la physique, comme le mouvement des objets ou le fonctionnement de la force de gravité. En sciences humaines, par ailleurs, ce seront souvent les probabilités et les statistiques qui seront adéquates pour quantifier les faits. À cette étape, il peut également être utile de classer les faits. On classera, par exemple, les êtres vivants en fonction de leurs ressemblances et de leurs dissemblances ; on classera les étoiles en fonction de leurs spectres lumineux ; etc. |
2 : L’induction ou la création d’hypothèses (1) pertinentes, (2) cohérentes, (3) quantifiables, (4) vérifiables et (5) expliquant la plus grande diversité de faits possible en faisant le plus petit nombre de suppositions possibleLa collecte et la quantification des faits suscitent des questions : « qu’est-ce… ? » ; « quelle est la cause de… ? » ; « d’où vient… ? » ; « pourquoi… ? » ; « comment… ? » ; etc. Le but de la quête de la vérité sur ce qu’est la réalité et sur comment elle fonctionne est de répondre à toutes ces questions, donc de rendre compte des faits, de décrire et d’expliquer leur nature et leur fonctionnement, de remonter jusqu’à leurs causes ultimes, de découvrir les liens cachés entre eux, de les comprendre en profondeur. Mais les réponses ne tombent pas, toutes prêtes, directement dans les mains des chercheurs simplement parce que ceux-ci se sont posés les « bonnes » questions ! D’où viennent donc les réponses ? Exclusivement… de l’imagination humaine. Les chercheurs imaginent, inventent, créent des réponses à leurs questions. Les réponses ainsi proposées sont appelées « hypothèses ». Cette démarche peut surprendre… pourtant, il n’y a aucune autre façon de faire. Mais alors, en quoi donc les sciences font-elles mieux que les religions, les philosophies, ou même les arts pour parler de la réalité ? Il faut ici bien distinguer l’origine d’une idée de sa justification ultérieure, qui doit nécessairement reposer sur des faits objectifs et reproductibles. La valeur de vérité d’une idée ne dépend aucunement de ses origines mais entièrement et exclusivement de sa justification ultérieure (voir les deux critères de vérité des sciences). Pour ce qui est de la création d’hypothèses, tout est permis ; c’est au niveau de la justification ultérieure des hypothèses que les sciences se démarquent véritablement et complètement des religions, des philosophies ou encore des arts. Précisons que toute hypothèse n’est pas acceptable. Pour être acceptable, une hypothèse doit remplir quatre critères obligatoires. Premièrement, toute hypothèse doit être pertinente, c’est-à-dire qu’elle doit être une description ou une explication de faits déjà connus (postulat 18). Une hypothèse lancée en l’air, à partir de rien, est superflue (obstacle 22) : elle n’est pas ancrée à la réalité. Deuxièmement, toute hypothèse doit obéir aux principes d’identité et de non-contradiction (cohérence interne ; postulat 19 et obstacle 23). Troisièmement, toute hypothèse doit être quantifiable, c’est-à-dire qu’elle doit pouvoir être reliée, directement ou indirectement, à des nombres ou à des équations (postulat 20 et obstacle 24). Quatrièmement, toute hypothèse doit prédire l’existence et le fonctionnement de nouveaux faits encore inconnus, dont l’existence et le fonctionnement doivent pouvoir être vérifiés par les sens ou par des instruments de mesure (concordance ; postulats 21 et 22 et obstacle 25). Les prédictions sont effectuées à l’étape 3 de la démarche scientifique et leur validation à l’étape 4. Toute hypothèse ne respectant pas ce quatrième critère est dite « irréfutable » ou « infalsifiable », c’est-à-dire qu’il est absolument impossible, par quelque moyen que ce soit, de démontrer si elle est vraie ou si elle est fausse. Le principe d’exhaustivité (postulat 25) stipule que, pour décrire ou expliquer des faits collectés et quantifiés, il faut tenter d’émettre toutes les hypothèses possibles qui respectent les quatre critères du paragraphe précédent. On dit que ces hypothèses sont « en concurrence ». À valeur de vérité égale, l’hypothèse la plus simple, c’est-à-dire celle qui explique la plus grande diversité de faits en faisant le plus petit nombre de suppositions, sera toujours privilégiée, en vertu du rasoir d’Ockham (postulat 26). Le rasoir d’Ockham n’affirme pas qu’une hypothèse doit nécessairement être simple en elle-même : il affirme plutôt qu’il faut retenir l’hypothèse la plus simple parmi celles qui rendent compte correctement des faits connus. L’hypothèse retenue peut donc être parfois très complexe, comme c’est le cas avec la mécanique quantique, la théorie de la relativité restreinte, la génétique, la chimie des êtres vivants, etc. Formuler des hypothèses signifie donc chercher les lois qui régissent des faits connus mais encore inexpliqués. Cela signifie spéculer sur ce que sont les objets et les processus qui se cachent derrière les faits. Cela signifie établir des relations de cause à effet ou de corrélation entre des faits connus et, au besoin, d’autres faits hypothétiques dont l’existence restera à démontrer. Cela signifie chercher les liens cachés derrière des faits en apparence sans rapport. Cela signifie induire, à partir de quelques faits particuliers, des lois générales qui se veulent éternelles et immuables et dont la portée se veut universelle (on généralisera plus tard ces lois s’il s’avérait que leur portée est restreinte à un domaine particulier du réel ou à l'époque actuelle). |
3 :
La déduction ou l’art de la prédiction par la logique
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4 : La validation des prédictions par des faits reproductiblesCette étape constitue en fait une deuxième « collecte et quantification des faits », qui a pour but de séparer, parmi les hypothèses concurrentes que la première a suscitées, celles qui sont probablement ou certainement vraies de celles qui sont probablement ou certainement fausses. Cette vérification se fait ainsi : à l’étape précédente, nous avons tiré toutes les conséquences logiques ou nécessaires de toutes les hypothèses concurrentes. Il s’agit maintenant de concevoir et d’effectuer des observations et / ou des expériences, par les sens ou par des instruments de mesure qui sont une extension des sens, qui nous permettront de constater si la réalité se comporte ou non comme les prédictions d’une hypothèse donnée le prétendent. Pour qu’une confirmation ou une réfutation soit valable, il faut que les faits obtenus soient reproductibles ; sinon le verdict risque d’être accidentel. Cette étape est le cœur du critère de vérité principal des sciences. À la lumière de la confirmation ou de la réfutation des différentes hypothèses, il est parfois approprié de modifier la classification des faits concernés qui avait été effectuée à l'étape 1. Par exemple, de nos jours on ne classifie plus les êtres vivants d'après leurs ressemblances morphologiques mais d'après leurs liens de parenté évolutive. |
5 : La recherche d'unification des théories établiesIl s’agit, finalement, d’effectuer un ménage dans l’ensemble des théories retenues pour détecter des conflits possibles et tenter de les résoudre. La résolution de conflit mène souvent à de nouvelles découvertes et à de nouvelles théories plus générales qui englobent et dépassent les théories initiales qui étaient en conflit. Cette étape constitue la concrétisation du désir de cohérence externe entre les théories établies. |
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Daniel Fortier 2002. Tous droits réservés.
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