Prouvez-moi que la science n’est pas qu’expérience, mesure et calcul et qu’elle est d’abord philosophie
15 novembre 2017, 14:03
Charles Darwin :
« Il y a une trentaine d’années, on disait que les géologues devaient observer et non théoriser. Je me souviens de quelqu’un qui déclarait que, dans ces conditions, il n’y avait plus qu’à descendre dans les carrières, compter les cailloux et décrire leurs couleurs. Comment peut-on ne pas comprendre qu’une observation n’est utile que si elle confirme ou réfute une idée ? »
Isaac Newton :
« On n’a jamais fait de grande découverte sans hypothèse audacieuse. »
Albert Einstein :
« Tout devrait être conçu d’une manière aussi simple que possible – mais pas d’une manière simpliste. »
Georges Polya dans « Comment poser et résoudre un problème » :
« Souvent l’idée que vous aurez ne sera pas d’une grande importance ; ce qui comptera, c’est la façon dont vous testerez cette idée. »
Henri Poincaré :
« L’analyse mathématique n’est-elle donc qu’un vain jeu de l’esprit ? Elle ne peut donner (à l’homme de science) qu’un langage commode ; n’est-ce pas là un médiocre service, dont on aurait pu se passer à la rigueur ; et même n’est-il pas à craindre que ce langage artificiel ne soit un voile interposé entre la réalité et l’œil ? Loin de là, sans ce langage, la plupart des analogies intimes des choses nous seraient demeurées à jamais inconnues ; et nous aurions toujours ignoré l’harmonie interne du monde, qui est, nous le verrons, la seule véritable réalité objective. »
Bertrand Russel :
« Si la physique est mathématique, ce n’est pas en vertu de notre bonne connaissance du monde, mais parce que nous sommes ignorants : nous n’avons découvert que les propriétés mathématiques du monde. »
Richard Feynman dans son « Cours de Physique – Mécanique 1 » :
« Le principe de la science, sa définition pour ainsi dire, est ce qui suit : toute notre connaissance est à l’épreuve de l’expérience. L’expérience est seul juge de la « vérité » scientifique. Mais quelle est la source du savoir ? D’où viennent les lois qui doivent être vérifiées ? L’expérience elle-même nous aide à faire apparaître ces lois, en ce sens qu’elle nous donne des suggestions. Mais aussi il est nécessaire d’avoir de l’imagination pour créer à partir de ces suggestions les grandes généralisations – pour deviner les structures magnifiquement simples, mais très étranges, derrière toutes ces suggestions, et ensuite pour expérimenter, afin de vérifier si nous avons fait la bonne supposition. Cette démarche d’imagination est si difficile qu’il y a une division du travail en physique : il y a des physiciens théoriciens qui imaginent, déduisent et inventent de nouvelles lois, mais ne font pas d’expériences ; et il y a des physiciens expérimentaux qui font des expériences, imaginent, déduisent et devinent… Si, dans un cataclysme, toute notre connaissance scientifique devait être détruite, et qu’une seule phrase passe aux générations futures, quelle affirmation contiendrait le maximum d’information dans le minimum de mots ? Je pense que c’est l’hypothèse atomique (ou le fait atomique, ou tout autre nom que vous voudrez lui donner) que toutes les choses sont faites d’atomes – de petites particules qui se déplacent en mouvement perpétuel, s’attirant mutuellement à petite distance les unes des autres et se repoussant lorsqu’on veut les faire se pénétrer. Dans cette seule phrase vous verrez qu’il y a une énorme quantité d’informations sur le monde, si on lui applique un petit peu d’imagination et de réflexion… Un changement très intéressant, apporté par la mécanique quantique aux idées et à la philosophie de la science, est le suivant : il n’est possible, en aucune circonstance, de prédire exactement ce qui va se produire. Par exemple, il est possible de mettre un atome en état d’émettre de la lumière, et nous pouvons mesurer l’instant où il émet cette lumière en détectant une particule appelée photon, que nous décrirons bientôt. Nous ne pouvons pas cependant prédire « quand » il va émettre de la lumière ou, si on dispose de plusieurs atomes, « lequel » va émettre de la lumière. Vous allez dire que ceci est peut-être dû à certains « rouages » internes encore insuffisamment étudiés. Non, il n’y a pas de mécanismes cachés ; la nature, comme nous la comprenons aujourd’hui, se comporte de telle manière qu’il est « fondamentalement impossible » de faire une prédiction de « ce qui va exactement se passer » dans une expérience donnée. C’est horrible ; auparavant, les philosophes disaient qu’une des conditions fondamentales de la science est que chaque fois que vous établissez les mêmes conditions, la même chose doit se passer. Ceci est tout simplement faux, ce n’est pas une condition fondamentale de la science. Le fait est que la même chose ne se réalise pas, que nous ne pouvons trouver ce qui se passe qu’en moyenne et statistiquement. Malgré cela, la science ne s’est pas complètement effondrée. Les philosophes, incidemment, ont dit beaucoup de choses sur ce qui est « absolument nécessaire » à la science, et c’est toujours, pour autant que l’on puisse le savoir, plutôt naïf et probablement faux. Par exemple, l’un ou l’autre parmi ces philosophes a dit qu’il est fondamental pour l’effort scientifique que si une expérience est réalisée, disons à Stockholm, et que la même expérience soit réalisée par exemple à Quito, « les mêmes résultats » doivent être obtenus. Ceci est tout à fait faux. Il n’est pas nécessaire que la science réalise cela. C’est peut-être un fait d’expérience mais ce n’est pas nécessaire. Par exemple, si l’une des expériences consiste à regarder le ciel et à observer une aurore boréale à Stockholm, vous ne la verrez pas à Quito ; c’est un phénomène différent… Quelle est l’hypothèse fondamentale de la science, sa philosophie fondamentale ? Nous l’avons dit dans le premier chapitre : la seule vérification de la validité d’une idée est l’expérience. S’il apparaît que la plupart des expériences donnent la même chose à Quito et à Stockholm, alors ces « très nombreuses expériences » seront utilisées pour formuler quelques lois générales, et nous dirons que si les expériences donnent la même chose à Quito et à Stockholm, alors ces « très nombreuses expériences » seront utilisées pour formuler quelques lois générales, et nous dirons que si les expériences ne donnent pas les mêmes résultats, cela est dû aux conditions extérieures qui ne sont pas les mêmes à Stockholm. Nous inventerons certaines manières de résumer les résultats expérimentaux, mais il ne faut pas qu’on nous dise à l’avance quelle sera cette manière. Si on nous dit que la même expérience va toujours produire le même résultat, c’est très bien, mais si nous essayons et que ce n’est pas le cas, eh bien ce n’est pas le cas. Nous ne devons considérer que ce que nous voyons, et exprimer tout le reste de nos idées en fonction de notre expérience réelle. »
Charles Darwin :
« Il y a une trentaine d’années, on disait que les géologues devaient observer et non théoriser. Je me souviens de quelqu’un qui déclarait que, dans ces conditions, il n’y avait plus qu’à descendre dans les carrières, compter les cailloux et décrire leurs couleurs. Comment peut-on ne pas comprendre qu’une observation n’est utile que si elle confirme ou réfute une idée ? »
Isaac Newton :
« On n’a jamais fait de grande découverte sans hypothèse audacieuse. »
Albert Einstein :
« Tout devrait être conçu d’une manière aussi simple que possible – mais pas d’une manière simpliste. »
Georges Polya dans « Comment poser et résoudre un problème » :
« Souvent l’idée que vous aurez ne sera pas d’une grande importance ; ce qui comptera, c’est la façon dont vous testerez cette idée. »
Henri Poincaré :
« L’analyse mathématique n’est-elle donc qu’un vain jeu de l’esprit ? Elle ne peut donner (à l’homme de science) qu’un langage commode ; n’est-ce pas là un médiocre service, dont on aurait pu se passer à la rigueur ; et même n’est-il pas à craindre que ce langage artificiel ne soit un voile interposé entre la réalité et l’œil ? Loin de là, sans ce langage, la plupart des analogies intimes des choses nous seraient demeurées à jamais inconnues ; et nous aurions toujours ignoré l’harmonie interne du monde, qui est, nous le verrons, la seule véritable réalité objective. »
Bertrand Russel :
« Si la physique est mathématique, ce n’est pas en vertu de notre bonne connaissance du monde, mais parce que nous sommes ignorants : nous n’avons découvert que les propriétés mathématiques du monde. »
Richard Feynman dans son « Cours de Physique – Mécanique 1 » :
« Le principe de la science, sa définition pour ainsi dire, est ce qui suit : toute notre connaissance est à l’épreuve de l’expérience. L’expérience est seul juge de la « vérité » scientifique. Mais quelle est la source du savoir ? D’où viennent les lois qui doivent être vérifiées ? L’expérience elle-même nous aide à faire apparaître ces lois, en ce sens qu’elle nous donne des suggestions. Mais aussi il est nécessaire d’avoir de l’imagination pour créer à partir de ces suggestions les grandes généralisations – pour deviner les structures magnifiquement simples, mais très étranges, derrière toutes ces suggestions, et ensuite pour expérimenter, afin de vérifier si nous avons fait la bonne supposition. Cette démarche d’imagination est si difficile qu’il y a une division du travail en physique : il y a des physiciens théoriciens qui imaginent, déduisent et inventent de nouvelles lois, mais ne font pas d’expériences ; et il y a des physiciens expérimentaux qui font des expériences, imaginent, déduisent et devinent… Si, dans un cataclysme, toute notre connaissance scientifique devait être détruite, et qu’une seule phrase passe aux générations futures, quelle affirmation contiendrait le maximum d’information dans le minimum de mots ? Je pense que c’est l’hypothèse atomique (ou le fait atomique, ou tout autre nom que vous voudrez lui donner) que toutes les choses sont faites d’atomes – de petites particules qui se déplacent en mouvement perpétuel, s’attirant mutuellement à petite distance les unes des autres et se repoussant lorsqu’on veut les faire se pénétrer. Dans cette seule phrase vous verrez qu’il y a une énorme quantité d’informations sur le monde, si on lui applique un petit peu d’imagination et de réflexion… Un changement très intéressant, apporté par la mécanique quantique aux idées et à la philosophie de la science, est le suivant : il n’est possible, en aucune circonstance, de prédire exactement ce qui va se produire. Par exemple, il est possible de mettre un atome en état d’émettre de la lumière, et nous pouvons mesurer l’instant où il émet cette lumière en détectant une particule appelée photon, que nous décrirons bientôt. Nous ne pouvons pas cependant prédire « quand » il va émettre de la lumière ou, si on dispose de plusieurs atomes, « lequel » va émettre de la lumière. Vous allez dire que ceci est peut-être dû à certains « rouages » internes encore insuffisamment étudiés. Non, il n’y a pas de mécanismes cachés ; la nature, comme nous la comprenons aujourd’hui, se comporte de telle manière qu’il est « fondamentalement impossible » de faire une prédiction de « ce qui va exactement se passer » dans une expérience donnée. C’est horrible ; auparavant, les philosophes disaient qu’une des conditions fondamentales de la science est que chaque fois que vous établissez les mêmes conditions, la même chose doit se passer. Ceci est tout simplement faux, ce n’est pas une condition fondamentale de la science. Le fait est que la même chose ne se réalise pas, que nous ne pouvons trouver ce qui se passe qu’en moyenne et statistiquement. Malgré cela, la science ne s’est pas complètement effondrée. Les philosophes, incidemment, ont dit beaucoup de choses sur ce qui est « absolument nécessaire » à la science, et c’est toujours, pour autant que l’on puisse le savoir, plutôt naïf et probablement faux. Par exemple, l’un ou l’autre parmi ces philosophes a dit qu’il est fondamental pour l’effort scientifique que si une expérience est réalisée, disons à Stockholm, et que la même expérience soit réalisée par exemple à Quito, « les mêmes résultats » doivent être obtenus. Ceci est tout à fait faux. Il n’est pas nécessaire que la science réalise cela. C’est peut-être un fait d’expérience mais ce n’est pas nécessaire. Par exemple, si l’une des expériences consiste à regarder le ciel et à observer une aurore boréale à Stockholm, vous ne la verrez pas à Quito ; c’est un phénomène différent… Quelle est l’hypothèse fondamentale de la science, sa philosophie fondamentale ? Nous l’avons dit dans le premier chapitre : la seule vérification de la validité d’une idée est l’expérience. S’il apparaît que la plupart des expériences donnent la même chose à Quito et à Stockholm, alors ces « très nombreuses expériences » seront utilisées pour formuler quelques lois générales, et nous dirons que si les expériences donnent la même chose à Quito et à Stockholm, alors ces « très nombreuses expériences » seront utilisées pour formuler quelques lois générales, et nous dirons que si les expériences ne donnent pas les mêmes résultats, cela est dû aux conditions extérieures qui ne sont pas les mêmes à Stockholm. Nous inventerons certaines manières de résumer les résultats expérimentaux, mais il ne faut pas qu’on nous dise à l’avance quelle sera cette manière. Si on nous dit que la même expérience va toujours produire le même résultat, c’est très bien, mais si nous essayons et que ce n’est pas le cas, eh bien ce n’est pas le cas. Nous ne devons considérer que ce que nous voyons, et exprimer tout le reste de nos idées en fonction de notre expérience réelle. »