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Définition de : MÉTHODE SCIENTIFIQUE

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Article publié par Encyclopaedia Universalis MÉTHODE SCIENTIFIQUE Il n'est pas rare de caractériser la méthode scientifique par le recours à l'expérience ou à l'expérimentation, et de situer celle-ci à titre de troisième moment d'un processus inauguré par l'observation et suivi de la formulation d'une hypothèse, qui serait ainsi vérifiée ou infirmée. Ce modèle, emprunté à Claude Bernard, est devenu très commun. Claude Bernard évoqué et méconnu Claude Bernard écrivait : « Le savant complet est celui qui embrasse à la fois o o la théorie et la pratique expérimentale. 1 Il constate un fait ; 2 à propos de o ce fait, une idée naît dans son esprit ; 3 en vue de cette idée, il raisonne, institue une expérience, en imagine et en réalise les conditions matérielles ; o 4 de cette expérience résultent de nouveaux phénomènes qu'il faut observer, et ainsi de suite. » Outre que les résumés de cette présentation omettent souvent le quatrième moment de la méthode, qui conduit à l'envisager sous la forme d'un cycle indéfiniment reconduit, la date de publication et la place de cette formule au sein de l'Introduction à l'étude de la médecine expérimentale viennent troubler sa fausse clarté. Claude Bernard donne cet ouvrage en 1865, soit douze ans après sa thèse de doctorat sur la fonction glycogénique du foie, et près de vingt après le début de ses recherches sur la présence de sucre dans le foie.
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MÉTHODE SCIENTIFIQUE

Il n'est pas rare de caractériser la méthode scientifique par le recours à l'expérience ou à l'expérimentation, et de situer celle-ci à titre de troisième moment d'un processus inauguré par l'observation et suivi de la formulation d'une hypothèse, qui serait ainsi vérifiée ou infirmée. Ce modèle, emprunté à Claude Bernard, est devenu très commun.

Claude Bernard évoqué et méconnu

Claude Bernard écrivait : « Le savant complet est celui qui embrasse à la fois la théorie et la pratique expérimentale. 1o Il constate un fait ; 2o à propos de ce fait, une idée naît dans son esprit ; 3o en vue de cette idée, il raisonne, institue une expérience, en imagine et en réalise les conditions matérielles ; 4o de cette expérience résultent de nouveaux phénomènes qu'il faut observer, et ainsi de suite. » Outre que les résumés de cette présentation omettent souvent le quatrième moment de la méthode, qui conduit à l'envisager sous la forme d'un cycle indéfiniment reconduit, la date de publication et la place de cette formule au sein de l'Introduction à l'étude de la médecine expérimentale viennent troubler sa fausse clarté. Claude Bernard donne cet ouvrage en 1865, soit douze ans après sa thèse de doctorat sur la fonction glycogénique du foie, et près de vingt après le début de ses recherches sur la présence de sucre dans le foie. Autant dire que Bergson, rendant hommage à Claude Bernard, voyait juste en assurant que « nous nous trouvons devant un homme de génie qui a commencé par faire de grandes découvertes, et qui s'est demandé ensuite comment il fallait s'y prendre pour les faire ». S'il faut entendre par méthode l'exposé détaillé des étapes par lesquelles il convient de passer pour atteindre un résultat, et si le résultat visé est la production de connaissances scientifiques nouvelles, il faudrait être singulièrement naïf pour penser trouver dans la succession de ces trois termes – observation, hypothèse, expérience – le moyen de l'atteindre. Claude Bernard ne l'ignorait pas. Il entendait essentiellement montrer que la médecine ne pourrait réellement soigner les malades qu'en devenant scientifique, donc en empruntant la voie expérimentale, à l'instar des sciences physico-chimiques. Quant à l'observation, première étape de la méthode, elle porte certes sur les faits, mais pas n'importe lesquels : lorsqu'il relate ses propres travaux sur la nutrition commencés en 1843, il évoque celle « d'un fait nouveau bien constaté et en contradiction avec une théorie ». Enfin, la linéarité même de la méthode est relativisée dans les lignes qui suivent son énoncé : « Pour être plus clair, je me suis efforcé de séparer les diverses opérations du raisonnement expérimental. Mais quand tout cela se passe à la fois dans la tête d'un savant qui se livre à l'investigation dans une science aussi confuse que l'est encore la médecine, alors il y a un enchevêtrement tel, entre ce qui relève de l'observation et ce qui appartient à l'expérience, qu'il serait impossible et d'ailleurs inutile de vouloir analyser dans leur mélange inextricable chacun de ces termes. » Où l'on attendait une méthode universelle se présentent des « Considérations expérimentales spéciales aux êtres vivants », où l'on escomptait les faits apparaissent les problèmes, où l'on prévoyait une succession advient un « enchevêtrement ». Des analyses analogues, menées sur d'autres présentations figées de la démarche expérimentale, donneraient des résultats identiques : la « méthode expérimentale », réduite à la succession intangible d'opérations communes à toutes les sciences, se désintègre à l'examen. De cette désintégration sont issues trois familles de données : des généralités descriptives ; des considérations méthodologiques propres aux différentes sciences ; des problèmes épistémologiques classiques.

Les voies de la découverte

Les généralités descriptives se présentent communément sous la forme de versions assouplies et enrichies de la méthode proposée par Claude Bernard : à l'observation, l'expérience et l'hypothèse on ajoute le choix d'une question, la nécessité d'interpréter les résultats, l'importance de l'argumentation et l'on insiste sur les essais et les erreurs, les fausses pistes, les retours en arrière qui interviennent dans la vie scientifique. Plus proches de la réalité du travail des scientifiques, ces versions s'éloignent de ce que l'on entend ordinairement par méthode, destinée précisément à éviter d'errer et de tâtonner en suivant un ordre défini d'opérations. Dans leur complexité affectée, elles substituent l'image d'un aimable désordre à l'ordre figé qu'elles contestent. Or l'activité d'un scientifique ne consiste pas à faire n'importe quoi : elle est finalisée. Si les voies de la découverte sont impénétrables, elles révèlent après coup leur secrète convergence.

De ce point de vue, l'étude précise d'un épisode de l'histoire des sciences est toujours instructive. Dans L'ADN, le secret de la vie, James Watson, qui obtint en 1962, avec Francis Crick et Maurice Wilkins, le prix Nobel de physiologie ou médecine pour la découverte, en 1953, de la structure en double hélice de l'ADN, relate les étapes de son travail. Dans son récit, trois points sont à relever. D'abord, la concurrence entre les laboratoires, qui témoigne de la dimension collective de la recherche scientifique moderne, au point qu'il est délicat d'attribuer une découverte à quelqu'un. Ensuite, des chercheurs de premier plan peuvent avoir des styles différents : les uns sont portés vers les spéculations, d'autres vers les faits, les uns modélisent, d'autres préfèrent expérimenter. Enfin, le modèle de l'ADN, au moment de sa publication, est cohérent chimiquement et biologiquement, et rend compte de l'ensemble des faits connus, mais n'a reçu aucune confirmation expérimentale ; celle-ci n'interviendra que cinq ans plus tard.

De tels récits permettent de nombreuses remarques méthodologiques. Mais celles-ci sont-elles ou non généralisables ? Permettent-elles d'établir les grandes lignes de la méthode suivie par les savants ? Ce problème, celui de l'établissement d'une loi universellement valable à partir d'une série d'observations, est celui de l'induction. Or il se trouve qu'il constitue un des problèmes majeurs de la réflexion sur les méthodes scientifiques. En assurant que son hypothèse est confirmée par l'expérience de Meselson et Stahl, Watson le rencontre sans le traiter. Parce que le déroulement de la réplication est conforme au pronostic de Crick et Watson lors de cette expérience, peut-on en conclure qu'il en est et en sera toujours ainsi, sans exception, sans ambiguïté, et sans variation ? Leur hypothèse est-elle confirmée par l'expérience ou simplement renforcée ? La réplication de l'ADN s'effectue-t-elle selon un processus unique ?

Du problème de l'induction au falsificationnisme de Karl Popper

Le problème de l'induction, déjà magistralement abordé au xviiie siècle par David Hume, est à la source de la philosophie des sciences telle qu'elle s'est développée au xxe siècle. Il a fait l'objet d'un traitement original dans l'œuvre de Karl Popper. Cette approche n'est pas la seule, et les conclusions de Karl Popper ne font pas l'unanimité. Elles se heurtent en particulier à celles des tenants d'un courant également très important de la philosophie des sciences du xxe siècle, celui du positivisme logique, que Popper entend précisément contester.

L'œuvre majeure de Karl Popper, publiée en allemand en 1934, a été traduite en français en 1973 sous le titre La Logique de la découverte scientifique. Popper établit une distinction forte entre le contexte de découverte et le contexte de justification, et le problème méthodologique auquel il s'attache concerne la justification des énoncés scientifiques. La question de savoir comment James Watson a découvert la structure en double hélice de l'ADN ne mériterait pas, à ses yeux, une heure de peine. Qu'importe en effet que cette découverte s'explique par une intuition peu commune, une série de hasards heureux ou par la volonté d'avoir raison : la question est de savoir pourquoi les résultats annoncés sont scientifiquement fondés, et cette question vaut pour toute découverte scientifique. Les énoncés scientifiques se présentent sous la forme d'énoncés universels, c'est-à-dire sous celle d'énoncés qui portent sur la totalité des événements d'un type particulier, en tous lieux et en tous temps. Par exemple : « Les planètes tournent selon des ellipses autour du Soleil », « Lorsqu'on échauffe un métal il se dilate ». Or les énoncés d'observation dont nous disposons, et que nous supposerons ici incontestables, sont toujours des énoncés singuliers. Par exemple : « Le 1er janvier 1975, à minuit, Mars était visible dans le ciel en telle position ». Le problème est celui du passage de tels énoncés singuliers aux énoncés universels. Ce passage s'effectue sur la base du principe de l'induction, qu'Alan Chalmers, dans son livre Qu'est-ce que la science ? (1976) formule ainsi : « Si un grand nombre de A ont été observés dans des circonstances très variées, et si l'on observe que tous les A sans exception possèdent la propriété B, alors tous les A ont la propriété B ». Ce principe, on le sait depuis Hume, n'est pas logiquement valide, puisque la portée de la conclusion excède celle des prémisses. Bertrand Russell est revenu sur ce point en 1912, dans son livre Problèmes de philosophie : un nombre quelconque de cas passés conformes à une loi, si grand qu'il soit, ne constitue pas une preuve que la loi s'appliquera à l'avenir. Ce n'est donc pas en rappelant qu'une proposition générale ne peut, en toute rigueur logique, être confirmée empiriquement que Popper innove. Son originalité consiste à remarquer que la fausseté d'un énoncé universel peut être déduite de certains énoncés singuliers. Par exemple, si l'on peut montrer qu'un rayon lumineux passant près du Soleil suit une trajectoire courbe, alors l'énoncé que la lumière se déplace nécessairement en ligne droite n'est pas vrai. En bref, on peut établir qu'une théorie est fausse, on peut la falsifier, mais on ne peut jamais la confirmer expérimentalement. On peut observer un très grand nombre de cygnes blancs, cela n'établira pas expérimentalement que tous les cygnes sont blancs ; mais l'observation d'un seul cygne noir falsifie la théorie selon laquelle tous les cygnes sont blancs. Il s'ensuit une conception de la science selon laquelle les théories sont des conjectures, de vastes hypothèses qui résistent ou non aux efforts pour les falsifier. La science progresse ainsi par conjectures et réfutations. On ne peut dire qu'une théorie est vraie, mais seulement qu'elle a mieux résisté que d'autres à la falsification, et n'est pas encore réfutée. Tel est le falsificationnisme de Karl Popper. Il a été contesté de plusieurs manières. D'une part, s'il est indéniable qu'un seul énoncé d'observation tenu pour vrai peut établir la fausseté d'un énoncé universel, une telle réfutation suppose de disposer d'énoncés d'observation parfaitement sûrs, ce qui, en fait, n'arrive jamais. Tous les énoncés d'observation dépendent d'une théorie et sont faillibles. D'autre part, un fait historique est embarrassant pour le falsificationnisme : des théories scientifiques d'une immense portée, comme celle de Newton, n'auraient jamais pu se développer si les savants y avaient renoncé sous prétexte qu'elles étaient réfutées par les comptes rendus d'observation acceptés à l'époque de leur naissance.

Toute tentative pour définir la méthode scientifique porte à la prise en compte d'une alternative dont les deux volets sont insatisfaisants. Ou bien, prenant acte de l'insuffisance des préceptes méthodologiques figés dont la forme scolaire de la méthode expérimentale de Claude Bernard offre l'exemple, on se limite à recueillir des données descriptives dont la portée est délicate à apprécier et qui mobilisent des concepts peu ou mal analysés. Ou bien, prenant en compte le fait que les résultats scientifiques se donnent pour justifiés, on tente, comme l'entreprend Karl Popper, de comprendre comment les hommes de science s'y prennent pour valider leurs énoncés. Mais ces tentatives se perdent régulièrement dans la quête d'un fondement absolu et s'éloignent non moins régulièrement des démarches effectives des hommes de science. Or, si ceux-ci entendent bien valider leurs énoncés, peut-on prétendre leur imposer pour cela une méthode qui ne correspond en rien à ce que nous montre l'histoire des sciences ? C'est donc la question du progrès des sciences qui affleure ici : comment comprendre le mouvement effectif des sciences vers des connaissances de plus en plus assurées ?

Auteur: Jean-Paul THOMAS
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