épistémologie

theorie et experience

 NB: Article à l’état d’ébauche!

Théorie et expérience

 

Depuis Aristote et jusqu’à Descartes lui-même, les philosophes et les savants pensaient que le seul savoir fiable était celui qui provenait de la réflexion rationnelle, et considéraient les données sensibles comme étant douteuses. Les empiristes vont secouer cette vision, et prétendre que c’est de l’expérience seule que dérivent toutes nos connaissances. Mais ils voient dans l’expérience une pure réceptivité.

Face à ces deux postures antagonistes, on peut se demander si l’homme, ni totalement rationnel, ni passif devant le monde, n’est pas avant tout un essayeur, un expérimentateur. Contre une vision trop idéalisée voire sacralisée et naïve d’une science « certaine », totalement neutre et objective, dont l’autorité serait incontestable, nous tenterons d’en voir la genèse et les limites, et de rendre à l’expérimentation scientifique sa dimension humaine.

Notre premier problème sera de nous demander si l’expérience doit être conçue comme réceptivité pure des sens, et si cette réceptivité peut former des idées et une connaissance effective du monde.

Notre deuxième problème sera de distinguer parmi les différentes  modalités de l’expérience humaine, celle qui pourra mériter le nom de scientifique, et pourquoi.

Nous examinerons enfin la démarche scientifique en tant qu’elle vise à dégager une théorisation sur la base de l’expérimentation, et nous nous interrogerons sur la possibilité pour cette activité théorique de se donner des fondements absolument certains. Nous en arriverons à souligner l’historicité liée à la démarche scientifique elle-même, en d’autres termes nous soulignerons le fait que la science est d’abord recherche, et qu’elle se caractérise non pas par des théories qui seraient des vérités dogmatiques et figées, mais par son caractère hypothétique et par sa dynamique de questionnement même.

 

 

I-                   L’expérience est-elle pure réceptivité ?

 

A-    L’expérience, rencontre d’un objet et d’un sujet

 

L’expérience désigne d’abord ce qui est reçu par un être humain par l’intermédiaire de ses sens.

 

En effet, l’expérience désigne le point de rencontre entre un donné (la perception de quelque chose) et un sujet percevant.

L’expérience peut être spontanée, expérience de la vie que tout le monde peut éprouver (expérience de la guerre, de l’amour…), ou expérience scientifique (conduite par un expérimentateur en laboratoire).

 

L’expérience peut être considérée comme pure réceptivité.

L’esprit purement réceptif va « imprimer » en lui les perceptions de manière passive. Cela garantirait alors une certaine objectivité, nos sens ne pouvant se tromper puisqu’ils ne font que recevoir des sensations extérieures.

 

L’expérience serait donc le fruit d’une constatation pure, sans qu’intervienne la moindre opération ou construction de l’esprit ». Apprendre, connaître : la répétition du même phénomène crée une habitude de voir les choses se dérouler dans un certain ordre

 

La science consisterait dès lors à recueillir les données le plus passivement possible. La démarche de la science reposerait sur l’observation « neutre » et exhaustive du monde. De l’accumulation des données de l’expérience surgiraient nos idées. Cette posture en garantirait l’objectivité.

 

 

 

 

B-     L’expérience est toujours construite

 

Mais en réalité ce qui est reçu dans l’expérience est toujours construit spontanément ou consciemment:

 

Expérience au sens courant du terme :

Avoir de l’expérience ; un homme d’expérience : leçons reçues par le biais d’un vécu personnel. Mon expérience constitue une partie de mon identité.

Procéder par essais et erreurs : de manière empirique

 

L’homme est un « essayeur », un expérimentateur, dit Galilée.

 

L’expérience sensible et le questionnement : si je trempe une main dans un bol d’eau chaude et l’autre dans un bol d’eau froide pendant un certain temps, puis que je trempe mes deux mains dans de l’eau tiède, mes deux mains me donneront des informations contradictoires. Avec le temps, j’acquière une connaissance de ces différents effets et j’apprends à les corriger.

 

Une expérience personnelle m’instruit dans la mesure où j’en tire une leçon, une généralité, une «théorie » : j’en « théorise » un lien cause-conséquence : spontanément, je pense que des mêmes causes vont résulter les mêmes effets: je suis déterministe.

 

Cependant, cette tendance à généraliser à partir de notre expérience n’est pas toujours couronnée de succès… Une expérience, dans notre première définition, c’est quelque chose de singulier, de personnel… De plus, l’expérience personnelle ne peut se transmettre, se communiquer : ce n’est donc pas un savoir.

Comment donc le scientifique s’y prend-il pour que l’expérience qu’il élabore débouche sur une théorie valable ? Et qu’est-ce qui différencie mes « théories » personnelles des théories de la science ?

 

 

C-    Le réel n’est pas ce que je perçois, mais ce que je conçois

 

Théorein : au sens premier, signifie vision de l’esprit.

 

Exemple du bâton plongé dans l’eau : je le vois brisé, je conçois qu’il est droit.

 

Descartes : Prééminence de la raison

A supposer que ce soit bien la réalité que nous percevions, ce que nous nous représentons d’elle, ce que nous connaissons d’elle n’en est pas moins une construction mentale, objet d’un jugement, fruit lui-même d’une interprétation des données sensorielles.

La connaissance reposant sur des impressions sensibles se révèle alors inférieure à la connaissance intellectuelle, construite au moyen du raisonnement. Les sens ne nous donnent à connaître que des images superficielles et changeantes des choses. Par la raison, nous découvrons les caractéristiques générales ou abstraites qui définissent leur nature véritable.

 

 


 

II-                De l’expérience à l’expérimentation

 

A-    Distinction entre opinion issue de l’expérience vécue et science

 

Les connaissances issues de l’expérience vécue restent pratiques, elles ne sont pas systématisées, pas reliées entre elles. Elles restent empiriques, c’est-à-dire obtenues selon les besoins et par essais et erreur, sans jamais se détacher de leur finalité pratique. Un homme d’expérience, de « terrain » peut être utile au scientifique, il ne deviendra pas lui-même un scientifique.

L’expérience spontanée ne dégage que des opinions probables, mais pas de connaissances certaines.

 

L’expérience « naturelle » conduit souvent à une connaissance utile à l’action, vraie au sens des « opinions vraies » dont parle Platon. Mais elle ne se constitue jamais d’elle-même en savoir véritable, car le savoir nécessite une abstraction qui évacue justement la dimension « vécue » de l’expérience. Le savoir concerne l’essence, l’expérience vécue ne connaît que les accidents.

 

D’où la DISTINCTION classique entre NECESSAIRE  (Lois scientifiques, constantes et universelles) et ACCIDENTEL (particulier, contingent, connaissance sans généralisation possible).

 

>         Il n’y a de science que du général. L’expérience ne concerne quant à elle que des données accidentelles, dont nous ne pouvons avoir qu’une opinion, basée sur la probabilité et la vraisemblance. On fait souvent confiance à ce que disent les autres, faute de pouvoir tout vérifier !

 

L’expérience vécue ne peut pas conduire à un savoir théorique.

 

Pour connaître scientifiquement le monde, il ne suffit pas de le regarder et d’enregistrer passivement des impressions sensibles. Mais il est impossible de rien connaître en partant d’une pure spéculation intellectuelle. Il faut dès lors faire intervenir expérience et raison, mais de manière organisée et systématique.

 

 

 

 


B-     L’expérimentation scientifique

 

La pensée scientifique s’inscrit dans une histoire, se dote progressivement de méthodes, s’interroge sur ce qui la fonde, rend compte de ses procédures. Le moment où la science moderne se constitue comme telle est celui où l’expérience est conçue comme le moyen privilégié pour établir solidement un savoir scientifique. Cf : Galilée, Newton

Le rationalisme qui précède, par trop spéculatif, est remis en question par le développement de cette approche expérimentale. Cependant, l’enregistrement passif des faits ne peut à lui seul générer une hypothèse.

 

-          Le problème, une nécessité de la recherche scientifique

 

Point de départ de la science, non un fait, mais un problème!

Exemple de Copernic, puis de Newton

Un problème surgit d’une contradiction THÉORIQUE entre théorie ayant cours et faits constatés.

 

L’observation n’est pas une simple perception, un enregistrement passif de données sensorielles, mais une opération intellectuelle, un calcul, oeuvre de la raison.

 

Ce qui sera découvert n’est pas directement observable :

. Une perturbation de trajectoire ne se voit pas, elle se conçoit

En fait, Bachelard le montrera, il n’y a pas de faits avant une hypothèse puisque c’est seulement à partir d’une hypothèse que l’on peut « lire » le réel et donc y découvrir des faits.

 

=> ce qui, en fait, est « observé »: un écart purement mathématique, une différence rationnelle.

Le savant travaille sur des modélisations théoriques du réel.

 

-          L’hypothèse une construction qui précède l’expérience

Dans la connaissance scientifique la raison pose des questions à la nature et permet, à partir de la question (hypothèse), de construire une expérimentation. L’expérimentation est une manière de forcer la nature à répondre de façon mesurable.

Le plus souvent une hypothèse tente d’identifier une liaison cause-conséquence. Les résultats des expériences doivent être prévus avant leur mise en oeuvre.

L’expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d’une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l’affiner. Elle est pratiquée par un ou des chercheurs mettant en œuvre des méthodes expérimentales.

 

-          La réitération

Le protocole d’expérimentation regroupe la description des conditions et du déroulement d’une expérience ou d’un test. La description doit être suffisamment claire afin que l’expérience puisse être reproduite à l’identique.

Les expériences scientifiques, réalisées selon un protocole précis et renouvelable, sont essentielles en matière d’acquisition des connaissances, particulièrement dans les sciences dites exactes.

 

 

 

 


 

C-     Les obstacles épistémologiques

 

Quand l’expérience vécue fait obstacle à la théorisation

 

L’obstacle épistémologique est une expression du philosophe Gaston Bachelard exposée dans

La formation de l’esprit scientifique en 1938. Durant sa formation, l’esprit scientifique a dû lutter contre lui-même pour s’arracher à ses illusions et parvenir ainsi à la connaissance. Le qualificatif épistémologique signifie que l’obstacle est lié à l’esprit scientifique lui-même, il est interne à l’acte de connaître. Dans La formation de l’esprit scientifique, Bachelard relève une dizaine d’obstacles épistémologiques.

L’obstacle de l’expérience première consiste à s’attacher aux aspects impressionnants d’un phénomène, ce qui évite d’en saisir les aspects importants du point de vue de la connaissance. L’une des conséquences de cet obstacle est encore perceptible en classe lorsque pour motiver les élèves, le professeur commence par réaliser l’expérience de l’explosion avant d’en faire l’exposé théorique. Les élèves se perdent dans leur imagination et s’intéressent davantage au fantasme lié à l’explosion plutôt qu’à son explication scientifique.

La connaissance générale consiste à généraliser trop vite, ce qui fait perdre de vue les caractéristiques essentielles d’un phénomène. Enoncer que tous les corps tombent dans le vide à la même vitesse ne permet pas de comprendre le phénomène d’accélération dû à l’attraction terrestre. L’énoncé laisse seulement penser que les corps ont une vitesse similaire.

L’obstacle verbal se produit lorsqu’on croit expliquer un phénomène en le nommant. Par exemple, le mot « courant » peut faire penser à un fluide coulant dans les fils électriques.  Un mot et une image tiennent alors lieu d’explication.

La connaissance pragmatique consiste à expliquer un phénomène à partir de son utilité, ce qui revient à faire comme si toute chose avait une utilité précise par rapport à nous. Il est par exemple courant à l’époque d’Aristote d’expliquer les raies du potiron par le fait qu’il devait ainsi être partagé en famille.

 

 

 

 

On a dès lors le sentiment que la science procède à une épuration de la pensée, tenant à l’écart tout ce qui pourrait troubler l’eau limpide de ses visions de l’esprit : intuition, imagination, hasard, désirs…

 

L’idéal d’une science unifiée, totalement cohérente, à même d’établir une théorie englobant l’ensemble des phénomènes du monde naturel, n’est-il pas un fantasme ? L’homme scientifique, le Chercheur, rationnel, intègre et rigoureux, ne risque-t-il pas de se prévaloir d’une intégrité usurpée? L’autorité du savoir scientifique ne risque-t-elle pas dès lors de devenir plus ou moins totalitaire, son savoir un savoir dogmatique ?

 

 


 

III-             Réalité de la démarche scientifique

 

On constate alors que la démarche scientifique n’est pas cette progression victorieuse de la raison, mais un processus sinueux, tâtonnant, impur, qui tend certes à l’objectivité mais toujours soumis aux réalités psychologiques, sociales, économiques dans les quelles il s’inscrit.

Quelques grandes figures de la philosophie des sciences ont dominé cette exploration philosophique et historique du savoir scientifique au XXe  siècle : ils ont pour nom Karl Popper, Thomas Kuhn, Imre Lakatos, Paul Feyerabend et Gaston Bachelard… et quelques autres encore.

 

A-    Le critère de falsifiabilité

Karl Popper et le rationalisme critique

Karl Popper (1902-1994) naît à Vienne, en 1902, à un moment où la capitale autrichienne est le centre culturel de l’Europe. Durant son adolescence, il suit avec passion les débats intellectuels qui se nouent autour du marxisme, de la psychanalyse naissante, de la philosophie analytique du Cercle de Vienne, de la théorie de la relativité du jeune Einstein…

Très tôt, Popper est amené à s’interroger sur la scientificité de certaines de ces théories, notamment du marxisme auquel il adhérera un temps. Enseignant les mathématiques et la physique dans les collèges, il poursuit ses réflexions épistémologiques sur la nature de la science et publie en 1934 la Logique de la découverte scientifique.

Juif d’origine, l’arrivée du nazisme l’oblige à fuir en Nouvelle-Zélande. Après la guerre, il vient s’installer à Londres (grâce à l’intervention de son ami l’économiste Friedrich A. von Hayek). Il y fera toute sa carrière comme enseignant de philosophie et de méthodologie scientifique à la célèbre London School of Economics. C’est là qu’il publiera toute son œuvre.

« À quelle condition une théorie est-elle scientifique ? » Telle est la question qui fonde toute l’œuvre de Popper. Son projet est de distinguer la véritable démarche scientifique des spéculations idéologiques ou métaphysiques.

Habituellement, on juge qu’une théorie est scientifique parce qu’elle est vérifiable. Or, pour Popper, ce qui définit la scientificité d’une proposition, ce n’est pas la vérification, mais sa capacité à affronter des tests qui pourraient l’infirmer, la rendre fausse ou « falsifiable ». Prenons par exemple la formule « tous les cygnes sont blancs ». Cette proposition est une hypothèse tirée de l’expérience. Elle ne peut pas être prouvée. En effet, il est matériellement impossible de vérifier que tous les cygnes de la Terre sont blancs. L’hypothèse est en revanche « falsifiable » en principe, puisqu’il suffit de trouver un contre-exemple pour réfuter la théorie. La thèse « tous les cygnes sont blancs » n’est jamais prouvée mais reste valide tant qu’on ne trouve pas de contre-exemple.

« J’en arrivais à cette conclusion que l’attitude scientifique était l’attitude critique. Elle ne recherchait pas des vérifications mais des expériences cruciales. Ces expériences pouvaient réfuter la théorie soumise à l’examen, jamais elles ne pourraient l’établir. » Tel est le principe de « falsifiabilité ». Or, pour Popper, certaines théories pseudo-scientifiques, comme, selon lui, le marxisme ou la psychanalyse, trouvent toujours confirmation de leurs thèses dans la réalité parce qu’elles sont ainsi faites qu’elles peuvent intégrer un fait et son contraire.

Conjecture et réfutation

On ne prouve jamais la vérité absolue d’une théorie mais on peut juger de sa plus ou moins grande fiabilité face à des expériences critiques. Une bonne théorie, comme l’est la théorie de la relativité, n’est qu’une hypothèse (ou « conjecture ») qui a su résister à certaines expériences critiques. Il n’y a donc pas de différences de nature entre hypothèses et théories ; la science progresse par « essais et par erreurs », par critiques successives des théories antérieures, par « conjectures et réfutations ».

En résumé, selon Popper, une théorie scientifique forme un corps d’hypothèses (appelée « conjectures ») dont la robustesse dépend de sa capacité à résister à des tests ou à des expériences cruciales qui pourraient la « falsifier », autrement dit l’infirmer. La science progresse par conjectures et par réfutations. Pour Popper, le propre de la science réside dans sa capacité à se corriger elle-même et non dans le fait de proposer des vérités définitives.

Toute vérité scientifique n’est donc qu’une erreur en sursis.

Le rationalisme critique

Le « rationalisme critique », professé par Popper, prend acte de la part d’indétermination du réel, de l’imperfection de tout savoir, pour prôner une attitude critique basée sur le « possibilisme », l’ouverture, la libre confrontation des idées. Libéralisme politique et idéologique vont donc de pair avec le progrès du savoir. Le totalitarisme implique une fermeture théorique. La recherche d’un monde meilleur comme celle d’une connaissance vraie resteront toujours une « quête inachevée ».

B-    Thomas Kuhn : les révolutions scientifiques

Thomas Kuhn (1922-1996), cet ex-physicien et historien des sciences, a profondément renouvelé l’approche des théories scientifiques. Pour lui, l’histoire des sciences évolue par cycles. À une époque donnée, un paradigme (théorie dominante) s’impose jusqu’à ce qu’émerge une période de crise. Une révolution scientifique s’ouvre alors qui verra l’émergence d’un nouveau paradigme dominant (La Structure des révolutions scientifiques, 1962).

Selon Kuhn, la science n’évolue pas de façon progressive par avancées successives mais par grands « bonds ». À chaque époque, un modèle dominant domine une science : c’est un « paradigme ».

Un paradigme est un ensemble d’hypothèses structurées entre elles et qui forment un cadre de pensée normal pour une « communauté » de savants à un moment donné. Ainsi, en physique, l’époque classique est dominée par la pensée de Newton et Galilée, un paradigme qui a structuré la pensée scientifique pendant trois siècles avant d’être supplanté par la théorie de la relativité d’Einstein.

Installé au sein d’un paradigme donné, le travail du scientifique ne consiste pas à mettre en doute la théorie mais à résoudre des énigmes (« puzzles ») dans le cadre des hypothèses de ce paradigme. La « science normale » fonctionne ainsi jusqu’à ce que ce modèle entre en crise et qu’un nouveau modèle vienne s’y substituer.

 

C-    Rôle de l’imagination

Einstein pensait en images. Il a expliqué comment ses découvertes reposaient sur des expériences de pensée très visuelles.

Il s’imagine assis sur un rayon de lumière et, projeté ainsi à la même vitesse que le rayon lumineux, il se demande s’il pourrait se voir dans un miroir placé devant lui. « Les mots ou le langage, écrit ou parlé, ne semblent jouer aucun rôle dans mon mécanisme de pensée (…) Les éléments de pensée sont, dans mon cas, de type visuel. » écrit Einstein. Il ajoute que les mots conventionnels destinés à exposer sa pensée viennent après « laborieusement ».

Si l’on en croit le mathématicien Jacques Hadamard, l’imagination – au sens d’une pensée en image –, joue aussi un grand rôle dans l’invention mathématique. Souvent, un mathématicien « voit » une solution en imaginant un chemin nouveau qui conduit entre deux domaines des mathématiques jusque-là séparés. C’est ainsi que théorème de Fermat fut découvert. La vision vient en premier, la démonstration suit. Ce n’est sans doute pas un hasard si le mot « Théorème » renvoie, selon l’étymologie grecque, au mot « vision ».

Ces témoignages semblent aller à l’encontre de la conception du philosophe Gaston Bachelard pour qui l’imagination était un « obstacle épistémologique » au progrès scientifique. Dans La Formation de l’esprit scientifique (1938), il soutient que la science moderne repose sur une abstraction de plus en plus grande. L’esprit scientifique suppose donc de s’extirper des représentations imagées, qui sont des sources d’erreurs. La science doit se défaire de la puissance évocatrice de l’imagination pour attendre une rationalité abstraite.

Or dans le cas d’Einstein, l’imagination n’est pas ennemie de l’abstraction. C’est même à travers des expériences de pensée imaginaires (comme le fait de s’imaginer dans un ascenseur en train de tomber) que le physicien parvient à s’extraire de l’expérience courante et peut concevoir de nouvelles relations entre les choses.

Pour Bachelard la pensée est tiraillée entre ces deux pôles : l’animus et l’anima, c’est-à-dire la raison et l’imagination. À la fois homme de science et poète, Bachelard ne mettait pas l’une au dessus de l’autre, mais en faisait deux compartiments séparés de l’esprit humain.

Aujourd’hui, les historiens et philosophes des sciences admettent que l’imagination – au sens de pensée en image – intervient dans la découverte scientifique – y compris dans les domaines les plus abstraits – comme la physique ou les mathématiques. Einstein en a témoigné, comme bien d’autres physiciens. Les scientifiques seraient donc avant tout de grands rêveurs. Voilà de quoi réenchanter la science

 

 

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