La science
Cours complet · philosophie (terminale), chapitre 5 · terminale, épreuve de philosophie
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La science occupe dans nos sociétés une place singulière : elle apparaît comme le modèle même du savoir vrai, rigoureux et universel. Lorsque nous voulons opposer une connaissance solide à une simple opinion, nous disons volontiers qu'une affirmation est « scientifiquement prouvée ». Pourtant, cette autorité de la science soulève d'emblée des questions philosophiques. Qu'est-ce qui distingue un énoncé scientifique d'une croyance ordinaire ? Suffit-il d'observer pour connaître, ou la connaissance scientifique exige-t-elle une méthode particulière ? La science nous donne-t-elle accès à la vérité, ou seulement à des modèles provisoires et révisables ?
Le problème se complique encore lorsque l'on songe à l'histoire des sciences : les théories que nous tenions hier pour vraies ont souvent été abandonnées. La physique de Newton a été en partie dépassée par celle d'Einstein. Faut-il alors désespérer de la vérité scientifique, ou comprendre que la science progresse précisément en se corrigeant ? Enfin, la puissance technique que la science a rendue possible pose la question de ses limites et de la responsabilité du savant. Ce chapitre se propose donc d'examiner ce qu'est une science, comment elle procède, comment elle se transforme, et jusqu'où s'étend sa portée.
5.1 Qu'est-ce qu'une science ?
5.1.1 Connaissance commune et connaissance scientifique
La vie quotidienne nous fournit une foule de connaissances : nous savons que le soleil se lève, que le feu brûle, que la glace fond. Mais ces savoirs restent fragmentaires, fondés sur l'habitude et la perception immédiate. La science cherche au contraire à établir des lois universelles et nécessaires, c'est-à-dire des relations constantes entre des phénomènes, valables en tout temps et en tout lieu.
On appelle science un ensemble organisé de connaissances rationnelles, démontrées ou vérifiées, portant sur un domaine déterminé du réel, et obéissant à une méthode rigoureuse. Une science se caractérise par l'universalité de ses énoncés, leur cohérence logique et leur capacité à être contrôlés.
5.1.2 Sciences formelles et sciences expérimentales
On distingue traditionnellement deux grands types de sciences. Les sciences formelles, comme la logique et les mathématiques, ne portent pas directement sur le monde sensible : elles raisonnent sur des objets idéaux et procèdent par démonstration. Les sciences expérimentales, comme la physique, la chimie ou la biologie, étudient les phénomènes de la nature et soumettent leurs hypothèses à l'épreuve de l'expérience.
Une loi scientifique est l'énoncé d'un rapport constant et universel entre des phénomènes. Elle prend souvent la forme : « si telles conditions, alors tel effet. » La loi permet la prévision et confère à la science son pouvoir d'anticipation.
5.2 L'expérience et la méthode expérimentale
5.2.1 De l'observation à l'expérimentation
Il faut distinguer l'observation, qui se contente de constater les phénomènes tels qu'ils se présentent, de l'expérimentation, qui les provoque dans des conditions contrôlées afin de tester une hypothèse. Le savant n'attend pas passivement que la nature lui livre ses secrets : il l'interroge activement.
La méthode expérimentale est la démarche par laquelle le savant part de l'observation d'un fait, formule une hypothèse pour l'expliquer, puis conçoit une expérience destinée à confirmer ou à infirmer cette hypothèse. Elle articule donc observation, raison et vérification.
5.2.2 Claude Bernard et l'idée expérimentale
Dans son Introduction à l'étude de la médecine expérimentale (1865), Claude Bernard fonde la physiologie comme science expérimentale. Il insiste sur le rôle décisif de l'idée préconçue, c'est-à-dire de l'hypothèse, qui guide l'observation. Selon lui, l'expérimentateur doit savoir « douter », garder l'esprit libre et soumettre ses idées au tribunal des faits.
Claude Bernard décrit trois moments du raisonnement expérimental : l'observation d'un fait qui suscite une question ; l'idée ou l'hypothèse qui propose une explication ; l'expérience qui contrôle cette hypothèse. Il écrit : « L'observateur écoute la nature ; l'expérimentateur l'interroge et la force à se dévoiler. » Le savant doit toujours rester prêt à abandonner son hypothèse si l'expérience la contredit.
Claude Bernard, cherchant à comprendre la présence de sucre dans le sang, fait l'hypothèse que le foie ne fait que stocker le sucre venu de l'alimentation. Une expérience de « foie lavé » le contredit : du sucre apparaît même après lavage. Bernard abandonne alors son idée première et découvre que le foie produit du glucose (fonction glycogénique). Cet exemple illustre comment l'expérience corrige l'hypothèse et fait progresser le savoir.
5.3 L'hypothèse et la démonstration
5.3.1 Le rôle de l'hypothèse
L'hypothèse n'est pas une rêverie arbitraire : c'est une supposition rationnelle, proposée à titre provisoire, dont on tire des conséquences vérifiables. Sans hypothèse, l'observation reste aveugle, car le savant ne saurait quoi chercher.
Méthode : Construire et tester une hypothèse
Pour conduire une démarche expérimentale rigoureuse : 1) identifier précisément le phénomène à expliquer ; 2) formuler une hypothèse claire et cohérente ; 3) en déduire des conséquences observables ; 4) concevoir une expérience, si possible avec un groupe témoin, isolant la variable étudiée ; 5) comparer les résultats aux prévisions ; 6) conclure en confirmant, en infirmant ou en modifiant l'hypothèse. Une hypothèse contredite par les faits doit être rejetée, non maintenue.
5.3.2 Démontrer et prouver
Dans les sciences formelles, la démonstration enchaîne des propositions à partir d'axiomes et de définitions, selon les règles de la logique. Dans les sciences expérimentales, on parle plutôt de preuve : un énoncé est tenu pour prouvé lorsque l'expérience le confirme de manière reproductible.
La démonstration est le raisonnement par lequel on établit la vérité d'une proposition en la déduisant nécessairement d'autres propositions déjà admises. Elle assure une certitude rationnelle, indépendante de l'expérience sensible.
5.4 Les mathématiques comme modèle
5.4.1 La rigueur déductive
Les mathématiques ont longtemps représenté l'idéal de la science : un savoir certain, où chaque proposition est rigoureusement démontrée. Depuis Euclide, la géométrie procède par axiomes et théorèmes enchaînés sans appel à l'expérience.
Galilée affirmait que « le grand livre de la nature est écrit en langage mathématique. » La physique moderne confirme cette intuition : les phénomènes naturels se laissent décrire par des relations quantitatives et des équations. La mathématisation permet la mesure, la précision et la prévision. Reste le mystère, souligné par de nombreux savants, de cette étonnante adéquation entre les structures mathématiques et le réel physique.
Galilée établit que la distance parcourue par un corps en chute libre est proportionnelle au carré du temps écoulé. En traduisant le mouvement en une loi mathématique, il transforme une observation qualitative en science exacte, capable de prédire la position du corps à tout instant.
5.5 Histoire des sciences et ruptures
5.5.1 La science a une histoire
La science n'est pas un édifice achevé : elle se construit, se corrige, se réorganise. Loin de progresser par simple accumulation de faits, elle connaît des ruptures, des révisions profondes de ses principes.
5.5.2 Bachelard et l'obstacle épistémologique
Gaston Bachelard, dans La Formation de l'esprit scientifique (1938), montre que la connaissance scientifique se construit contre la connaissance immédiate. L'esprit doit lutter contre ses propres habitudes, ses images, ses opinions premières, qui font écran à la vérité.
On appelle obstacle épistémologique, selon Bachelard, ce qui, au sein même de l'esprit qui connaît, freine ou bloque la progression du savoir scientifique : opinions toutes faites, images sensibles, généralisations hâtives. Connaître, c'est d'abord détruire ces obstacles. Bachelard écrit : « On connaît contre une connaissance antérieure. »
Pour Bachelard, le progrès scientifique procède par ruptures et non par continuité. La science nouvelle ne prolonge pas l'opinion : elle la rectifie. La vérité scientifique est ainsi une « erreur rectifiée ». Cette idée annonce la notion de révolution scientifique : un changement de cadre théorique qui réorganise tout le savoir.
Avant la chimie moderne, on croyait que la combustion libérait une substance, le « phlogistique ». Cette opinion, fondée sur l'apparence sensible du feu, constituait un obstacle. Lavoisier le surmonte en pesant rigoureusement les corps et en montrant le rôle de l'oxygène : c'est une rupture qui fonde la chimie scientifique.
5.6 La falsifiabilité (Popper)
5.6.1 Le problème de la démarcation
Comment distinguer une science d'une pseudo-science ? Karl Popper refuse le critère de la vérification : une théorie n'est pas scientifique parce qu'on trouve des faits qui la confirment, car on trouve toujours des confirmations à ce que l'on croit déjà.
Selon Popper, un énoncé est scientifique s'il est falsifiable, c'est-à-dire s'il est possible de concevoir une expérience ou une observation qui pourrait, en principe, le réfuter. Une théorie qui interdit qu'on puisse jamais la contredire n'est pas scientifique. La science avance par conjectures et réfutations.
Pour Popper, on ne peut jamais prouver définitivement qu'une théorie est vraie, car aucune accumulation de cas favorables ne garantit l'avenir. En revanche, un seul contre-exemple peut la réfuter. Le savant doit donc exposer ses théories aux tests les plus sévères : une théorie qui résiste à de nombreuses tentatives de réfutation est seulement « corroborée », jamais définitivement vérifiée.
L'énoncé « tous les cygnes sont blancs » ne peut être prouvé par l'observation d'un nombre fini de cygnes blancs. Mais la découverte d'un seul cygne noir suffit à le réfuter. C'est cette possibilité de réfutation qui rend l'énoncé scientifique, par opposition à une affirmation invérifiable.
5.7 Les limites et la responsabilité de la science
5.7.1 Expliquer et comprendre
La science explique les phénomènes en les rattachant à des causes et à des lois. Mais explique-t-elle tout ? Dilthey et la tradition herméneutique distinguent l'explication, propre aux sciences de la nature, et la compréhension, propre aux sciences de l'esprit, qui saisit le sens des conduites humaines de l'intérieur.
Expliquer, c'est rendre raison d'un fait en le déterminant par ses causes et en le subsumant sous des lois générales. Comprendre, c'est saisir la signification d'un phénomène, en particulier d'une action humaine, en se rapportant aux intentions et au vécu d'un sujet. L'explication vise le « comment », la compréhension vise le « pourquoi » au sens du sens.
5.7.2 Vérité et preuve
La science ne livre pas une vérité absolue et définitive, mais des connaissances étayées par la preuve et toujours révisables. Il importe donc de ne pas confondre la vérité, idéale et visée, avec la preuve, qui est la procédure concrète d'établissement d'un énoncé.
La vérité est l'accord de la pensée avec son objet ; elle est ce vers quoi tend la connaissance. La preuve est l'ensemble des procédés (démonstration, expérience) par lesquels on établit qu'un énoncé peut être tenu pour vrai. Une preuve atteste un degré de certitude, mais, dans les sciences expérimentales, elle reste révisable à la lumière de faits nouveaux.
5.7.3 La responsabilité du savant
La science accroît considérablement la puissance humaine, mais cette puissance peut être destructrice. Hans Jonas, dans Le Principe responsabilité (1979), souligne que la technique moderne engage l'avenir de l'humanité et de la nature, et appelle à une éthique nouvelle.
La science, comme connaissance, ne dit pas par elle-même l'usage qu'il faut faire de ses découvertes : une même loi physique peut servir à soigner ou à détruire. Mais cette neutralité théorique ne décharge pas le savant de toute responsabilité. La possession d'un grand pouvoir technique impose, selon Jonas, le devoir de prévoir et de limiter les effets de notre action sur les générations futures.