Bernard Lonergan / Thomas S. Kuhn - La structure de la révolution scientifique

Quand Thomas S. Kuhn (1922-1996), professeur émérite en linguistique et philosophie du Massachusetts Institute of Technology, a publié son ouvrage en 1962 (The Structure of Scientific Revolution. Chicago : The University of Chicago Press et traduit en français sous le titre de La Structure des révolutions scientifiques, Flammarion, coll. « Champs », 1983), il créa dans le milieu scientifique une véritable onde de choc. Il ébranla surtout la notion de progrès linéaire de la science pour introduire l’idée qu’il existe des percées (breakthrough) ou des découvertes capitales dans l’histoire scientifique, que Kuhn décrit comme une révolution, si bien que les théories et les pratiques considérées jusque là comme un standard deviennent obsolètes et sont remplacées par une nouvelle théorie mieux en mesure d’expliquer la réalité, ce que Lonergan appellerait un point de vue supérieur (higher viewpont), suivie de pratiques en accord avec la nouvelle théorie. Lonergan a lu Kuhn, s’est beaucoup intéressé à ses idées et a pris de nombreuses notes qu’on peut consulter sur le site des archives Lonergan. Dans le contexte de la théologie, il s’est intéressé à sa notion de révolution et s’y réfère à plusieurs reprises, en particulier dans A Third Collection.

J’ai pensé qu’un résumé détaillé de cet ouvrage, chapitre par chapitre (entre parenthèse, dans le titre du chapitre, les pages de l'édition américaine du 50e anniversaire en 2012), serait utile pour ceux qui s’intéressent à la pensée de Lonergan et à l’évolution des connaissances. Pour clarifier la pensée de l'auteur, j'ai parfois numéroté certains points, introduit des sous-chapitres, ou utilisé un système de puces. Je terminerai avec un écho de l’article de Christopher Krall S.J., Bernard Lonergan and Thomas Kuhn; The Advance Of Knowledge, publié en 2009, qui critique Kuhn à la lumière de Lonergan, ainsi qu'avec quelques remarques personnelles.

Le Livre

Chapitre 1 – Introduction : un rôle pour l’histoire (1-9)
Chapitre 2 – L’acheminement vers la science normale (10-22)
Chapitre 3 – La nature de la science normale (23-34)
Chapitre 4 – La science normale comme résolution des énigmes (35-42)
Chapitre 5 – L’antériorité des paradigmes (43-51)
Chapitre 6 – Anomalie et apparition des découvertes scientifiques (52-65)
Chapitre 7 – Crise et apparition des théories scientifiques (66-76)
Chapitre 8 – Réponse à la crise (77-91)
Chapitre 9 – Nature et nécessité des révolutions scientifiques (92-110)
Chapitre 10 – Les révolutions comme un changement dans la vision du monde (111-134)
Chapitre 11 – Caractère invisible des révolutions (135-142)
Chapitre 12 – Résorption des révolutions (143-158)
Chapitre 13 – La révolution, facteur de progrès (159-172)

Commentaires

Chapitre 1 – Introduction : un rôle pour l’histoire (1-9)

L’histoire peut changer de manière déterminante notre perception de la science si on la regarde autrement que comme un répertoire de dates et d’anecdotes. C’est le but de ce livre de proposer un concept de science qui émerge de l’analyse de l’activité scientifique elle-même au fil des ans.

L’erreur qu’on commet habituellement est de considérer le développement scientifique comme l’accumulation à la pièce et pêle-mêle de données, de théories et de méthodes pour former un grand réservoir appelé connaissance scientifique. Le travail de l’historien se résumerait à identifier qui et quand a fait la découverte, et à expliquer comment un ensemble d’erreurs ou de superstitions a empêché que la découverte ait eu lieu plutôt.

Mais, en fait, quand l’historien étudie attentivement la dynamique d’Aristote, ou la chimie phlogistique ou la thermodynamique, il se rend compte que ces théories, aujourd’hui rejetées, n’en sont pas moins scientifiques, étant le produit des mêmes méthodes qu’aujourd’hui et adoptées comme connaissance scientifique pour les mêmes raisons. Alors il change son approche pour regarder ces théories, non plus en rapport avec ce que nous savons aujourd’hui, mais dans le contexte de leur époque et de ses croyances. Il se rend alors compte que des visions de la nature différentes, dérivées des mêmes observations et de la même méthode scientifiques ont pu s’affronter un certain temps et comportaient quelque chose d’incompatible entre elles, avant que l’une d’elle ne s’impose à la communauté scientifique. Et la manière de s’imposer comporte des éléments personnels et accidentels.

C’est ainsi qu’existe à une époque donnée un ensemble de croyances tenues ferme par la communauté scientifique, des croyances qui sont des réponses aux questions suivantes : Quelles sont les entités fondamentales qui composent l’univers? Comment interagissent-elles entre elles et avec nos sens? Quelles sont les questions légitimes sur ces entités et par quelles techniques peut-on trouver des solutions? C’est le rôle de l’éducation de s’assurer que les scientifiques embrassent ces croyances. Par la suite, le scientifique exercera son métier à l’intérieur de cette boîte de croyances, ce qu’on appelle la « science normale » : il sait à quoi ressemble le monde, il défendre bec et ongle ses hypothèses et rejettera toute nouveauté fondamentale comme subversive.

Mais il arrive qu’un problème normal, habituellement résolu par les règles et les procédures connues, résiste aux assauts des scientifiques, même les meilleurs du groupe. Ou encore, l’équipement scientifique, très fiable pour la recherche normale, échoue à donner les résultats attendus et révèle certaines anomalies malgré les efforts répétés pour retrouver ce qu’on attendait. Il vient un moment où on ne peut plus éviter ces anomalies qui bouleversent les traditions, et alors commencent des recherches extraordinaires qui amèneront la profession à un nouvel ensemble de croyances, à de nouveaux fondements pour la pratique de la science. C’est ce qu’on appelle une révolution scientifique. Et ce qu’il y a de particulier avec la nouvelle théorie, c’est qu’elle est incompatible avec le credo d’autrefois. Cette nouvelle théorie détermine dès lors le cadre des problèmes et des solutions acceptables. Tout le monde du travail scientifique est transformé. Une telle transformation n’est à peu près jamais un simple incrément par rapport à ce qui est connu, et n’arrive pas en une nuit. Le monde scientifique se voit transformé qualitativement et enrichi quantitativement par de faits et une théorie fondamentalement nouveaux. On associe des noms comme Newton, Maxwell ou Einstein à ces transformations.

Sans doute, certains lecteurs se poseront la question : comment l’étude historique peut-elle arriver à proposer une telle transformation conceptuelle? En fait, plusieurs énoncés dans ce livre relèvent de la sociologie et de la psychologie sociale du scientifique, et certaines conclusions appartiennent traditionnellement à la logique et à l’épistémologie. Mais il reste que l’histoire de la science peut révéler des phénomènes sur lesquels une théorie de la connaissance peut par la suite se pencher.

Chapitre 2 – L’acheminement vers la science normale (10-22)

On définit par « science normale » la recherche qui se base sur les réussites que la communauté scientifique reconnaît à une époque donnée comme les fondements de sa pratique. Ces réussites s’incarnent dans des manuels scientifiques qui exposent le cœur de la théorie acceptée, illustrent plusieurs de ses applications, et comparent ces applications aux observations et expériences exemplaires. Elles ont deux caractéristiques :

Elles sont si significatives qu’elles ont suscité l’adhésion durable de partisans alors que des approches différentes de l’activité scientifique s’affrontaient;
En même temps, elles ouvrent des perspectives qui permettent au nouveau groupe de praticiens de résoudre toute une panoplie de problèmes.

On donne le nom de paradigme à de telles réussites. Le paradigme regroupe les lois, la théorie, les applications et les instruments qui fournissent un modèle qui donne son essor à une tradition scientifique. Les personnes dont la recherche partage un même paradigme s’engage à suivre les mêmes règles et une pratique scientifique standard. L’apparition d’un paradigme est un signe de maturité pour tous les domaines scientifiques.

Regardons deux exemples :

Aujourd’hui, les manuels de physique enseignent aux étudiants que la lumière est constituée de photons, i.e. des entités de mécanique quantique affichant les caractéristiques tant d’ondes que de particules. Plus tôt au 20e siècle, on enseignait qu’elle était un mouvement transversal d’onde, une notion issue des écrits en optique de Young et Fresnel. Encore plus tôt, au 18e siècle, un Newton enseignait qu’elle était constituée de corpuscules de matière. Toutes ces transformations constituent des révolutions scientifiques.
L’histoire de l’électricité au début du 18e siècle fournit un meilleur exemple. À cette époque, les visions sur la nature de l’électricité étaient aussi nombreuses que les hommes qui procédaient à diverses expériences. Toutes ces visions avaient quelque chose de commun : elles était toutes dérivées de la philosophie de la mécanique corpusculaire en vigueur à l’époque. Une première théorie considérait la production d’attraction et de friction comme un phénomène électrique fondamental, le mouvement de répulsion étant vu comme une forme de rebond mécanique, tout en étant incapable d’expliquer le phénomène de conduction. Une deuxième théorie expliquait le phénomène d’attraction et de répulsion comme un phénomène électrique élémentaire, sans pouvoir expliquer le phénomène de conduction. Une troisième théorie expliquait l’électricité comme un fluide circulant dans des conducteurs, sans pouvoir expliquer les phénomènes d’attraction et de répulsion. Il a fallu attendre Franklin et ceux qui l’ont suivi pour arriver à une théorie qui explique facilement tous les phénomènes et fournisse à la prochaine génération un paradigme dans le cadre duquel elle pourrait effectuer ses recherches.

En l’absence de paradigme, la cueillette des données devient un exercice aléatoire et se concentre sur ce qui est immédiatement disponible, et à la fin on se retrouve avec un fouillis. C’est ce que donnent les écrits encyclopédiques de Pline ou les histoires naturelles de Francis Bacon au 17e siècle où on se contente de juxtaposer les idées.

On ne peut interpréter l’histoire naturelle sans au moins un corps implicite de croyances théoriques et méthodologiques interreliées qui offre un instrument de sélection, d’évaluation et de critique. Ainsi, ces croyances et préconceptions permettent de mettre l’accent sur une partie de l’information disponible. Par exemple, les partisans de l’électricité comme fluide ont imaginé mettre l’électricité en bouteille, ce qui a donné le bocal de Leyden, un appareil qui n’aurait jamais vu le jour par l’observation simple de la nature. Et c’est en cherchant à comprendre cet appareil que Franklin réussit à fournir l’argument décisif qui fit de sa théorie de l’électricité un paradigme, même si cette théorie n’expliquait pas tout, comme le phénomène de répulsion.

Un paradigme suggère les expériences qui valent la peine d’être conduites, et lesquelles n’en valent pas la peine. Avec le sentiment d’être sur la bonne piste, les scientifiques entreprennent des travaux toujours plus précis et plus intensifs : on choisit les phénomènes à analyser, on construit des instruments spécialisés adaptés à la tâche et on les utilise de manière systématique. À la fois la cueillette des données et l’articulation de la théorie deviennent des activités très orientées.

Dans le cadre du développement des sciences de la nature, le fait pour un individu ou un groupe de produire une synthèse qui attire la prochaine génération de praticiens a pour conséquence de faire disparaître graduellement l’ancienne école. Il restera bien sûr des individus qui s’accrocheront aux visions anciennes, mais la profession ne prendra plus au sérieux leurs travaux.

L’accueil d’un paradigme est ainsi ce qui transforme un groupe de personnes simplement intéressées à l’étude de la nature en une profession, ou au moins, une discipline avec ses journaux spécialisés, ses sociétés spécialisés, son programme d’études. L’accueil d’un paradigme a une autre conséquence, celle de ne plus avoir besoin de justifier les principes fondamentaux et les différents concepts introduits, laissant cette tâche aux rédacteurs de manuel. On peut alors concentrer sa recherche sur les aspects plus subtils et plus abscons des phénomènes naturels. Et les résultats de cette recherche ne seront pas communiqués par un livre comme celui de Darwin (De l’origine des espèces), mais par des articles brefs adressés aux collègues de sa profession qui partagent le même paradigme et sont seuls en mesure de comprendre. Même plus. Écrire un livre pour un scientifique le discrédite aux yeux de ses collègues.

Depuis l’antiquité, plusieurs champs de recherche ont franchi la ligne qui sépare un groupe d’intérêt et une discipline, un sujet d’étude et la science. Cette transition vers la maturité ne s’est pas produite de manière soudaine et sans équivoque comme pourrait le laisser croire la schématisation proposée par ce livre. Sur le plan historique, elle ne fut pas non plus graduelle et coextensive à la période de développement du champ d’étude. Prenons l’exemple de l’électricité. Au cours des quatre premières décennies du 18e siècle, les scientifiques possédaient beaucoup plus d’information sur l’électricité que leurs prédécesseurs du 16e siècle. Mais il a fallu attendre la période entre 1740 et 1780 pour voir les scientifiques prendre leur fondement pour acquis et concentrer leur recherche sur des problèmes plus abscons et plus abstrus. Ils vivaient alors ce que les astronomes avaient pu réussir dans l’antiquité, les étudiants du mouvement au moyen âge, la physique de l’optique à la fin du 17e siècle et l’histoire géologique au début du 19e siècle.

Chapitre 3 – La nature de la science normale (23-34)

Un paradigme est un modèle ou un pattern reconnu. C’est comme le « amo, amas, amat » de la grammaire latine qui sert de modèle pour la déclinaison des verbes avec la terminaison « are ». Ou encore, c’est comme le « common law » qu’on articule et spécifie pour l’appliquer dans des situations plus strictes. Il a obtenu ce statut parce qu’il s’est montré meilleur que ses compétiteurs à résoudre certains problèmes que les praticiens considéraient comme pointus, et offraient la promesse de résoudre beaucoup d’autres problèmes. La science normale devient alors l’actualisation de cette promesse en agrandissant le champ de connaissance des faits que révélait le paradigme, et en articulant encore mieux le paradigme lui-même. Pour le scientifique, le paradigme lui offre le cadre pour étudier en détail et en profondeur un aspect de la nature, une étude qu’il n’aurait pas osé entreprendre sans l’appui qu’il lui offre. Donnons des illustrations sur l’objet d’étude de la science normale.

Il y a d’abord la classe de faits que le paradigme présente comme révélatrices de la nature des choses, et la science normale contribuera à y apporter plus de précision et à les retrouver dans un plus grand éventail de situations. Cette plus grande précision concerne en astronomie la position des astres ou du cycle périodique des éclipses, en physique les longueurs d’onde ou les intensités spectrales, en chimie les points d’ébullition ou l’acidité des solutions. En lien avec cet effort, il y a la construction d’appareils pour soutenir cette recherche, comme les synchrotrons et les radiotélescopes. Des scientifiques comme Tycho Brahe ou E. O. Lawrence ont acquis une grande réputation, non pas en raison de la nouveauté de leurs découvertes, mais en raison de la précision, de la fiabilité et de la portée de leur méthode qui a projeté une lumière nouvelle sur des faits connus.
Une deuxième classe de faits n’a pas d’intérêt en soi, mais sert à soutenir les prédictions du paradigme. Dans ce cas-ci, on a besoin d’appareils spéciaux parfois très sophistiqués, comme le télescope spécial pour démontrer la parallaxe annuelle de Copernic, la machine d’Atwood pour montrer de manière non équivoque la deuxième loi de Newton, la machine de Foucault pour appuyer l’affirmation que la vitesse de la lumière est plus rapide dans l’air que dans l’eau. Il a fallu beaucoup d’effort et d’ingénuité pour construire ces appareils qui ont permis de réconcilier la théorie et les faits, et on n’y aurait pas consenti sans l’existence du paradigme qui a mis sur la table l’ensemble des problèmes à résoudre.
La troisième classe de faits sert à articuler davantage la théorie, résolvant les ambigüités résiduelles et solutionnant des problèmes sur lesquelles le paradigme n’avait que porter à notre attention. C’est la classe la plus importante, il nous faut la diviser en trois.
1. Il y a d’abord la détermination des constantes physiques. Prenons Newton. Son œuvre affirme que la force entre deux unités de masse à une unité de distance serait la même pour toute matière n’importe où dans l’univers. Lui-même n’a pas établi la force de cette attraction ou la constante universelle de gravité. Il a fallu plus d’un siècle après la publication de son ouvrage pour construire l’appareil permettant l’information recherchée. On pourrait donner plusieurs exemples, comme le nombre d’Avogadro, le coefficient de Joule ou la charge électronique. Jamais on n’aurait consenti à tous ces efforts sans l’existence d’un paradigme qui définisse le problème et garantisse une solution stable.
2. Il y a ensuite la détermination des lois quantitatives : la loi de Boyle qui relie la pression d’un gaz à son volume, la loi de Coulomb sur l’attraction électrique ou la formule de Joule établissant un lien entre la chaleur générée par la résistance électrique et le courant. On pourrait penser qu’on aurait fait ces découvertes seulement en prenant des mesures pour elles-mêmes, mais l’histoire offre un démenti. Par exemple, les expériences de Boyle auraient été impensables sans la reconnaissance du caractère fluide et élastique de l’air, ce qui permettait l’application des principes hydrostatiques. Le lien entre le paradigme qualitatif et les lois quantitatives est si serré que ces dernières ont été envisagées avant même l’apparition des appareils adéquats pour les déterminer.
3. Il y a enfin l’articulation du paradigme où on vise plus son aspect qualitatif que quantitatif. Très souvent, un paradigme développé pour un ensemble de phénomènes demeure ambigüe pour un autre ensemble très proche. Alors il faut faire des expériences pour trouver les autres voies d’applications du paradigme. Par exemple, on a d’abord appliqué la théorie calorique au réchauffement ou au refroidissement par l’intermédiaire des mélanges ou des changements état, mais elle fut appliquée plus tard à d’autres phénomènes comme le dégagement de chaleur ou son absorbation par des combinaisons chimiques, par friction, par compression ou absorbation d’un gaz. Toutes les expériences qui furent tentées provenaient de la théorie calorique comme paradigme.

À part l’étude des faits, la science normale s’attaque aussi à des problèmes théoriques qui découlent de la difficulté de réconcilier la théorie avec la nature. La dynamique depuis Newton nous en donne un exemple. Dès le début du 18e, les scientifiques prirent pour acquis les conclusions de son livre Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Cependant, si le caractère général des lois élaborées semblait avoir une application extrêmement grande, Newton lui-même en a développé très peu, et avec peu de précision. Et surtout, elles avaient été développées pour des problèmes de mécanique céleste, et il fallait maintenant les appliquer aux mouvements terrestres, sujets à diverses contraintes. Et même quand Newton appliquait sa théorie à la mécanique céleste, il s’intéressait à l’attraction individuelle des planètes et du soleil, alors qu’on sait très bien aujourd’hui que toutes les planètes exercent simultanément une attraction les unes sur les autres. C’est ainsi qu’un ensemble de problèmes théoriques très intéressants ont été laissés aux successeurs de Newton. Ces problèmes occupèrent les meilleurs mathématiciens d’Europe au cours du 18e et du début du 19e siècle, comme Euler, Lagrange, Laplace, Gauss, Hamilton, Jacobi, Hertz. Ils reformulèrent la théorie mécanique dans une forme équivalente, mais plus satisfaisante sur le plan logique et esthétique.

Ainsi, la reformulation d’un paradigme se fait à la fois au niveau expérimental et théorique. Elle n’apporte pas d’information nouvelle, mais plus de précision en éliminant les zones d’ambigüité.

Chapitre 4 – La science normale comme résolution des énigmes(35-42)

Ce qu’il y a de remarquable dans la science normale, c’est qu’elle produit peu de nouveautés tant du point de vue conceptuel que phénoménologique. Les résultats de la recherche sont habituellement anticipés et n’apportent pas de surprise, sauf pour certains détails ésotériques. Alors, pourquoi fait-on de la recherche? C’est que la recherche permet d’étendre la portée du paradigme et lui apporter plus de précision. Et il existe toujours un doute sur la façon d’atteindre les résultats anticipés d’une nouvelle façon, et tout cela requiert parfois le développement d’instruments complexes. Le fait de relever ces défis consacre le scientifique comme un expert en résolutions d’énigmes et devient un incitatif pour continuer.

L’énigme désigne une catégorie de problèmes qui font appel à l’ingéniosité et aux habiletés de la personne qui s’y attaque, comme dans le jeu des casse-tête. Des problèmes, comme la paix dans le monde, où il n’y pas vraiment de solution disponible, n’appartiennent pas à cette catégorie. Car, justement, le paradigme garantit une solution. C’est précisément son rôle d’isoler le scientifique des problèmes qui ne se réduisent pas à des énigmes qu’on peut attaquer à l’aide des concepts et des instruments qu’il lui fournit. Ainsi, le scientifique peut-il se lancer dans cette aventure avec passion et dévotion, convaincu que, s’il est assez fin, il résoudra une énigme que personne n’a résolu jusque là, ou l’a résolu si bien.

Notons qu’un problème, pour être considéré comme une énigme, doit avoir certaines caractéristiques en plus de comporter une solution : il contient des règles limitant les solutions acceptables et des étapes pour y arriver, tout comme dans le jeu du casse-tête ou le jeu d’échec ou les mots-croisés. Par exemple, un instrument de mesure peut offrir une multitude de données, mais ces données n’auront aucune signification tant qu’elles ne seront pas reliées à une théorie. Ce fut le cas des maxima de la dispersion d’électron avant qu’on puisse relier ces données à la théorie du comportement ondulatoire de la matière en mouvement, et donc d’y voir un indice de longueur d’onde d’électron. L’observation du mouvement de la lune au 18e siècle offre un exemple inverse. Les données ne cadraient pas avec la loi de Newton de l’inverse du carré. Certains ont suggéré de modifier légèrement cette loi, ce qui aurait impliqué de changer le paradigme. On a décidé de s’y tenir jusqu’à ce qu’on découvre en 1750 comment l’appliquer avec succès.

Il existe plusieurs autres règles auxquelles se soumettent les scientifiques. On peut les regrouper en quatre catégories.

Il y a d’abord les énoncés provenant des concepts et des théories scientifiques. Ces énoncés définissent les problèmes et limitent les solutions acceptables. Par exemple, au cours du 18e et 19e siècle, les lois de Newton ont contribué à définir la quantité de matière comme une catégorie ontologique fondamentale, et les forces en action entre les particules de matière étaient le sujet dominant de la recherche.
Ces règles définissent également les instruments adéquats et la façon acceptable de les utiliser. Par exemple, le changement d’attitude sur le rôle du feu dans l’analyse chimique a joué un rôle vital dans le développement de la chimie au 17e siècle.
Une autre série de règles se situe à un niveau plus métaphysique et plus méthodologique, et concerne la nature de la matière. Depuis Descartes, on considérait l’univers comme étant composé de corpuscules microscopiques et tous les phénomènes s’expliquaient en termes de mouvement et d’interaction de formes corpusculaires de différentes tailles. Ce présupposé disait au scientifique quelles entités constituaient l’univers et, sur le plan méthodologique, que les explications à fournir devaient se situer au niveau du mouvement et de l’interaction corpusculaire. C’est ainsi que quelqu’un comme Boyle prêta une attention spéciale aux réactions qui pouvaient être vues comme une transmutation.
Enfin, à un niveau encore plus élevé, il y a une règle sans laquelle il n’y a plus de science possible : la nature est un ensemble ordonné qu’il est possible de comprendre, et le rôle de la science est justement d’étendre les limites de sa compréhension et d’y apporter plus de précision. S’il s’y trouve des poches de désordre, c’est un appel lancé au scientifique pour raffiner ses techniques d’observation et articuler encore mieux la théorie.

Chapitre 5 – L’antériorité des paradigmes (43-51)

Comment arrive-t-on à extraire d’une tradition scientifique un certain nombre de règles? Cette recherche chez l’historien d’un ensemble de règles qui guideront la science normale est une source de frustration continuelle et profonde. La source de cette frustration est le fait que des scientifiques s’entendent pour dire que Newton, Lavoisier, Maxwell ou Einstein sont arrivés à des solutions apparemment permanentes à des problèmes non résolus, et donc s’entendent sur l’identification d’un paradigme, mais sont en désaccord sur son interprétation complète et sur la façon de le rationaliser, et doutent même qu’on puisse en déduire un ensemble de règles. On peut donc se demander pourquoi les scientifiques se restreignent-ils néanmoins au cadre d’une tradition scientifique spécifique. Quel sens a une phrase comme « examen direct d’un paradigme ».

Ludwig Wittgenstein a étudié le langage et des mots comme chaise, feuille ou jeu. On dit habituellement que pour pouvoir utiliser adéquatement ces mots, on saisit au moins intuitivement les attributs qu’ils ont en commun. Pour Wittgenstein, il n’est pas nécessaire d’aller jusque là. Prenons le mot jeu. On l’utilise quand on observe quelque chose qui comporte une « ressemblance de famille » avec des activités qu’on a appris auparavant à appeler par ce nom. Nous sommes dans un réseau de ressemblances qui s’entrecroisent et se chevauchent.

Une situation semblable prévaut pour les divers problèmes et techniques qui naissent d’une tradition scientifique spécifique et normale. Ce qu’ils ont en commun ne sont pas un ensemble explicite de règles et d’hypothèses. Ils se réfèrent plutôt sous forme de ressemblance ou de modèle à une partie ou l’autre du corpus scientifique qu’une communauté donnée considère comme une réussite. Car les scientifiques travaillent à partir des modèles acquis par l’éducation et l’exposition à la littérature scientifique, et ils ne se posent même pas la question sur l’existence d’un ensemble de règles. Il faut donc croire que les paradigmes sont antérieurs à tout ensemble de règles qu’on pourrait en extraire, et ils sont même plus contraignants et plus complets.

Essayons d’expliquer pourquoi les paradigmes fonctionnent de cette façon.

D’abord, il est très difficile de découvrir les règles qui ont guidé des traditions scientifiques spécifiques, tout comme chez le philosophe qui essaie de définir ce que tous les jeux ont en commun.
Ensuite, une théorie est inséparable de son application : on annonce toujours une nouvelle théorie en même temps que son application à une suite de phénomènes naturels, car celle-ci justifie son acceptation. Aussi, l’étude d’une théorie part de l’étude de ses applications. Par exemple, un étudiant de la dynamique newtonienne ne partira pas de la définition de force, masse, espace ou temps, mais de l’observation et de l’application de ces concepts dans la résolution de problèmes. Et ce processus d’apprentissage par l’exercice des doigts et en faisant les choses se poursuivra tout au long de l’initiation professionnelle du scientifique, les problèmes qu’on lui assigne devenant de plus en plus complexes, et avec de moins en moins de précédents, jusqu’au doctorat. Par la suite, au cours de sa vie professionnelle indépendante, ces problèmes seront modélisés en se basant sur les réussites antérieures et le scientifique n’aura jamais besoin de formaliser les règles hypothétiques du jeu.
La méthode d’éducation fournit une autre raison pour supposer que les paradigmes guident la recherche soit par la modélisation directe soit par une abstraction des règles. Car la science normale peut se déployer sans règles aussi longtemps que la communauté scientifique accepte sans question les avancées du couple problème-solution. Mais il peut arriver qu’on se mette à douter d’un paradigme ou d’un modèle. Alors apparaissent des débats profonds sur les méthodes, les problèmes et les solutions standards. Ces débats créent des écoles opposées. Par exemple, le passage de la mécanique newtonienne à la mécanique quantique a laissé place à beaucoup de débats sur la nature et les standards de la physique. C’est au moment où les scientifiques ne s’entendent plus pour déterminer si tous les problèmes fondamentaux de leur champ de recherche ont été résolus que la recherche des règles acquiert une fonction qu’elle n’avait pas jusque là.
Enfin, l’antériorité des paradigmes par rapport aux règles et aux hypothèses communes trouve une justification dans l’existence de sous-groupes en science. On peut avoir l’impression que la science normale est une entreprise monolithique et unifiée qui doit soutenir ses paradigmes ou s’écrouler avec elles. Mais il n’y a rien de plus faux. Elle est plutôt une structure délabrée avec très peu de cohérence entre ses composantes. C’est pourquoi parler de paradigmes plutôt que de règles aide à comprendre la diversité du monde scientifique et les diverses spécialités qu’on y trouve. Car les règles, quand elles existent, s’appliquent à un groupe très large, mais les paradigmes n’y sont pas obligés. Par exemple, tous les physiciens d’aujourd’hui apprennent la mécanique quantique, mais ils n’apprennent pas les mêmes applications de ses lois. Sur la route de la spécialisation, peu de personnes feront face aux principes fondamentaux de la mécanique quantique. Certains étudieront l’application du paradigme à la chimie, d’autres à la physique de l’état des solides, ainsi de suite. Et s’il survient une révolution dans une spécialité, cette révolution n’affectera pas les autres spécialités. L’effet de la spécialisation peut être illustré par un exemple. Posons la question suivante à un physicien renommé et à un éminent chimiste : est-ce qu’un simple atome d’hélium est une molécule? Sans hésiter, les deux offriront une réponse opposée. Pour le chimiste, c’est une molécule car il se comporte selon la théorie cinétique des gaz. Pour le physicien, ce n’est pas une molécule, car il ne présente aucune caractéristique du spectre moléculaire. Tous les deux suivent un paradigme qui leur a enseigné ce qu’est une molécule.

Chapitre 6 – Anomalie et apparition des découvertes scientifiques (52-65)

Jusqu’ici nous avons insisté pour dire que la science normale ne vise pas la nouveauté des faits ou de la théorie. Pourtant, il arrive que des phénomènes nouveaux et inattendus soient découverts, et que des théories radicalement nouvelles soient proposées par des scientifiques. Une découverte commence avec la reconnaissance d’une anomalie, i.e. l’admission que la nature a violé les attentes induites par le paradigme. Elle se poursuit par l’exploration plus ou moins étendue de l’anomalie et se termine avec l’ajustement du paradigme qui fait en sorte que l’anomalie devient ce qui est attendu. Donnons trois exemples.

Commençons avec la découverte de l’oxygène. Trois scientifiques prétendent à cet honneur : l’apothicaire suédois C. W. Scheele, le britannique Joseph Priestley et le français Antoine Lavoisier. Ignorons Scheele dont les travaux ont été publiés après l’annonce de la découverte de l’oxygène. Priestley a réussi en 1774 à identifier le gaz produit par l’oxyde rouge de mercure qu’on chauffe comme étant de l’oxyde nitrique et, en 1775, comme étant de l’air sans sa quantité habituelle de « phlogiston ». Lavoisier, pour sa part, s’est inspiré des travaux de Priestley pour conclure en 1775 que ce qu’a obtenu Priestley était de l’air, mais plus pur, plus respirable, et en 1777 que ce gaz était une espèce distincte, une des deux composantes principales de l’atmosphère, une conclusion que n’acceptera jamais Priestley. Question : qui a découvert l’oxygène, Priestley ou Lavoisier, et quand la découverte a-t-elle eu lieu? D’une part, ce qu’a réussi à isoler Priestley n’était pas de l’oxygène pur et l’identification de ce gaz à de l’air sans phlogiston n’est pas l’oxygène. D’autre part, Lavoisier a réussi à identifier proprement ce gaz en 1777, mais il a insisté jusqu’à la fin de sa vie pour dire que l’oxygène était un « principe d’acidité » atomique et se formait uniquement quand ce principe s’unissait avec le « calorique », la matière de la chaleur. Ce « calorique » est définitivement disparu en 1860.

L’histoire de la découverte de l’oxygène élimine l’idée d’assimiler une découverte à notre concept de voir ou toucher qui comporte quelque chose de simple et immédiat. L’oxygène n’a pas été découvert avant 1777, et la reconnaissance que quelque chose existait et l’identification de ce que c’était fut un phénomène complexe. Dans la mesure où l’observation et sa conceptualisation, un fait et son assimilation à une théorie, sont inséparablement liés, alors une découverte est un processus qui prend du temps.

Peut-on aller jusqu’à affirmer que la découverte de l’oxygène constituait un changement de paradigme? La réponse est : oui. Dans ce qu’il a publié en 1777, Lavoisier parle moins de la découverte de l’oxygène que de la théorie de combustion de l’oxygène, la clé de voute d’une reformulation de la chimie si vaste qu’on parle aujourd’hui de révolution chimique. Longtemps avant cette découverte, Lavoisier était convaincu à la fois qu’il y avait quelque chose de faux avec la théorie du phlogiston, et que les corps incandescents absorbaient une partie de l’atmosphère. Le sentiment d’une anomalie l’a préparé à une révision du paradigme, alors qu’un Priestley s’y ait refusé jusqu’à la fin de sa vie.
Le rayon-X est un cas classique d’une découverte par accident. L’honneur en revient à Wilhelm Roentgen. Tout comme Lavoisier avait fait de nombreuses expériences qui n’avaient pas donné les résultats attendus dans le cadre du paradigme du phlogiston, la découverte de Roentgen commença quand son écran de platinocyanure de barium se mit à luire alors qu’elle ne le devait pas. Le sentiment d’une anomalie fut le prélude à la découverte dans les deux cas. Roentgen passa par la suite sept semaines frénétiques dans son laboratoire à chercher la cause de cette lueur, pour découvrir qu’elle venait en droite ligne du rayon de son tube cathodique, que la radiation créait des ombres, qu’elle ne pouvait être déviée par un aimant, et ainsi de suite. Et avant d’annoncer sa découverte, Roentgen pris soin de vérifier que cette lueur ne venait pas de son rayon cathodique, mais d’un agent qui avait des similitudes avec la lumière. Ainsi, tout comme pour l’oxygène, l’apparition du rayon-X a exigé par la suite un processus supplémentaire d’expérimentation et d’assimilation.

À quel moment peut-on dire que le rayon-X a été découvert? Pas au moment de la première lueur, car un autre a fait la même expérience sans rien découvrir. Pas non plus lors de la dernière semaine de recherche où Roentgen explorait les propriétés de la nouvelle radiation qu’il avait déjà découverte. On peut seulement dire que le rayon-X est né à Würzburg entre le 8 novembre et le 28 décembre 1895.

Comment peut-on ranger cette découverte au rang des changements de paradigme? À cette époque n’accepte-on pas différentes formes de radiation comme la lumière visible, infrarouge ou ultraviolette? Pourquoi ne pas simplement ranger le rayon-X au rang d’un nouvel élément chimique de la table périodique, comme on le faisait régulièrement à cette époque? Au contraire, l’annonce de Roentgen fut une surprise et produisit une onde de choc. Car l’appareil avec les rayons cathodiques dont se servait Roentgen était largement utilisé dans les laboratoires européens, et donc tout cela signifiait que la lueur avait été produite sans qu’on l’ait notée, remettant en question les résultats de toutes les expériences avec cet appareil dans le cadre de la science normale. Il faudrait donc isoler un ensemble d’appareils familiers avec du plomb. Ainsi, la mise en question d’un paradigme peut provenir d’un instrument qui était considéré comme un standard dans la science normale, et qui perd soudainement son statut.
Le dernier exemple provient du bocal de Leyden, un cas de découverte induite par la théorie. Cela peut surprendre, car la science normale peut développer diverses théories au cours de ses opérations régulières et qui ne sont pas de nouveaux paradigmes. La science normale peut également prévoir des découvertes qui ne sont pas des changements de paradigme, comme un nouvel élément chimique de la table périodique.

À cette époque, il n’y avait pas de paradigme unique guidant la recherche sur l’électricité. Aucune des théories connues ne réussissait à expliquer l’ensemble des phénomènes électriques. L’idée de remplir d’eau une fiole de verre et d’établir un contact de l’eau avec un générateur électrostatique provint d’une de ces théories considérant l’électricité comme un fluide. Quand le scientifique détachait la fiole du générateur et touchait l’eau, il subissait un choc électrique sévère. Cette fiole n’était pas encore le bocal de Leyden, et il a fallu par la suite ajouter un revêtement intérieur conducteur d’électricité, et se rendre compte que le fluide électrique n’était pas vraiment dans le bocal, avant d’arriver à la découverte connue sous le nom de bocal de Leyden. Il a fallu aussi l’aide de plusieurs expériences de Benjamin Franklin avant d’arriver à une révision drastique de la théorie des fluides et d’établir le premier paradigme complet sur l’électricité.

Résumons ce chapitre. Les trois exemples donnés comportent des caractéristiques communes :

Il y a d’abord la prise de conscience d’une anomalie. Cette anomalie survient dans le cadre d’un paradigme et de la science normale qui établissent avec précision les résultats attendus. Autrement, on ne pourrait pas parler d’anomalie.
Il y a ensuite la reconnaissance à la fois graduelle et simultanée de catégories et de procédures liées à un nouveau paradigme.
Ces changements s’accompagnent toujours d’une forte résistance.

Chapitre 7 – Crise et apparition des théories scientifiques (66-76)

Dans la plupart des cas, la conscience d’une anomalie peut être si longue et si prononcée qu’elle affecte profondément un champ de recherche au point qu’on peut parler d’un état de crise croissante. Puisqu’elles exigent la destruction d’un paradigme à large échelle et un changement majeur dans les problèmes et les techniques de la science normale, les nouvelles théories qui émergent sont généralement précédées par une période prononcée d’insécurité professionnelle. Cette insécurité vient des échecs répétés de la science normale à résoudre des énigmes. Donnons trois exemples.

L’astronomie ptoléméenne s’est développée au cours de la période qui s’étend entre deux siècles avant J.C. et deux siècles après. Aucun système ancien n’avait réussi jusque là à expliquer aussi bien la position des étoiles et des planètes, et il est encore utilisé aujourd’hui en ingénierie dans certaines mesures d’approximation. Cependant, on se rendait compte que son système n’expliquait pas parfaitement ce que livraient les meilleures observations sur la position des planètes et le mouvement de la terre lié aux équinoxes. Les scientifiques qui suivirent cherchaient constamment à faire des ajustements à la théorie et à réduire les écarts avec l’observation, si bien que le système ptoléméen croissait plus vite en complexité qu’en précision, au point que la correction d’un écart sur un point ne faisait que révéler un nouvel écart sur un autre. Au 13e siècle quelqu’un comme Alfonso X pouvait proclamer que si Dieu l’avait consulté au moment de créer l’univers il lui aurait de bons conseils. Au début du 16e siècle, les meilleurs astronomes reconnaissaient que le paradigme astronomique échouait dans la solution des problèmes traditionnels. Tout cela amena Copernic à rejeter le paradigme traditionnel, qu’il considérait avoir engendré un monstre, et à en rechercher un nouveau. À l’écroulement de la science normale s’ajoutait la pression sociale d’une réforme du calendrier et du besoin urgent de résoudre l’énigme de l’écliptique de la terre et du calcul des équinoxes. Tous les éléments étaient en place pour une crise majeure.
Considérons maintenant la crise qui a précédé l’émergence de la théorie de combustion de l’oxygène de Lavoisier. Deux facteurs sont à la source de cette crise.
1. Le premier facteur se situe en chimie pneumatologique qui débute au 17e siècle avec le développement de la pompe à air. Au cours du siècle qui suivit, les chimistes émirent l’hypothèse que l’air devait être un ingrédient actif dans les réactions chimiques, tout en gardant la croyance qu’il était le seul gaz, et que deux échantillons d’air ne se distinguaient que par leur degré d’impureté. Mais en 1756 Joseph Black réussit à démontrer que « l’air fixe » (CO₂) se distingue de l’air. Par la suite, des chimistes comme Cavendish, Priestley et Scheele développèrent de nouvelles techniques capables de distinguer les échantillons d’air les uns des autres. Pourtant, personne ne remettait en question la théorie du « phlogiston ». Mais cette théorie n’arrivait plus à expliquer les résultats des expériences en laboratoire, et on vit se multiplier les théories du « phlogiston » au point qu’il y en avait autant que de chimistes en pneumatologie, symptôme d’une crise.
2. Le deuxième facteur concerne le gain en poids que connaissent les corps qui sont brûlés ou grillés. C’est un problème qui a une longue préhistoire, puisque quelques chimistes islamiques connaissaient le phénomène du métal qui prend du poids lorsqu’il est grillé. Au 17e siècle certains scientifiques émettaient l’hypothèse que le métal grillé prenait certains ingrédients de l’atmosphère, mais en général on admettait comme inutile une telle hypothèse, car toute réaction chimique transformait les propriétés de la matière, incluant son poids qui pouvait augmenter ou diminuer. Mais au 18e siècle le problème s’est compliqué alors que la balance était devenue un outil standard et qu’il était devenu normal de retenir tous les gaz d’une réaction chimique. En même temps, l’influence de la théorie de la gravité de Newton amenait les chimistes à associer un gain de poids avec un gain de quantité de matière. Même si la théorie du « phlogiston » se trouvait mise à rude épreuve, on ne la rejeta pas tout de suite; on préférait poursuivre certaines études spéciales qui n’ont réussi en fait qu’à élargir l’ampleur du problème. On élabora différentes théories du « phlogiston », mais elle finit par perdre son statut et à laisser le monde scientifique en état de crise.
Le dernier exemple nous vient de l’état de crise de la physique au 19e siècle qui a préparé la voie à l’émergence de la théorie de la relativité. Cette crise plonge ses racines dans la fin du 17e siècle quand certains philosophes de la nature, en particulier Leibniz, reprochaient la conservation chez Newton d’une conception classique de l’espace absolu. Leur effort, pour montrer qu’une position absolue ou un mouvement absolu n’avait aucune fonction dans le système de Newton, n’avait finalement qu’un attrait esthétique et n’a pas vraiment ouvert la voie à la théorie de la relativité. Il faut attendre la fin du 19e siècle pour voir apparaître ce problème sous un angle nouveau, dû cette fois à une conception de la lumière comme une onde et de l’espace comme rempli d’éther, cette matière subtile sensée se comporter comme un fluide et responsable du transport de la lumière : l’observation du ciel et de la terre devait pouvoir montrer un champ de force à l’œuvre selon la théorie de Newton. Malgré la construction d’équipements spéciaux, on ne détectait rien. Pendant quelques décennies, des scientifiques comme Fresnel et Stokes ont tenté des articulations nouvelles de la théorie de l’éther pour expliquer l’échec de l’observation d’un champ de force. Chaque nouvelle version de la théorie assumait qu’un corps en mouvement attirait à lui une fraction de l’éther.

L’acceptation graduelle de la théorie électronique de Maxwell modifia de nouveau la donne. Ce dernier appartenait au début à l’école de Newton et croyait que la lumière et l’électromagnétisme provenaient du déplacement de particules dans l’éther. Malgré tout, il lui était difficile de parler d’attirance de l’éther dans sa théorie. Les années qui suivirent 1890 virent une suite de tentatives, à la fois expérimentales et théoriques, pour détecter un mouvement dû à l’éther et d’inclure l’attraction de l’éther dans la théorie de Maxwell. Mais ces tentatives ne furent pas couronnées de succès, et quand on trouvait une piste intéressante, d’autres énigmes surgissaient. Diverses théories concurrentes firent leur apparition, prélude à une crise majeure.

En résumé, nous avons observé ceci :

Une théorie nouvelle n’apparaît qu’après un échec prolongé de l’activité normale de résoudre des problèmes
L’articulation d’une nouvelle théorie se produit habituellement à peine une ou deux décennies après l’échec et la prolifération des théories
L’articulation d’une nouvelle théorie semble une réponse directe à un état de crise
Le problème qui contribuera à l’échec d’une théorie était souvent connu depuis longtemps, mais considéré comme résolu, ce qui accentue par la suite l’état de crise

Soulignons un point particulier : toutes les solutions aux crises ont pu être anticipées depuis très longtemps, du moins en partie, mais furent totalement ignorées, tant qu’il n’y a pas eu de crise. Un cas typique est celui d’Aristarque de Samos (env. 310 – 230 av. J.-C.) qui proposa l’héliocentrisme. Mais on était satisfait avec le géocentrisme et ne sentait pas le besoin d’avoir quelque chose de différent. Même la proposition plus élaborée de Copernic n’était pas plus simple ou précise que le système ptoléméen. Il a fallu une crise sérieuse avec l’échec de l’astronomie à résoudre une série de problème pour qu’on abandonne enfin le géocentrisme, presque huit cents ans après la proposition d'Aristarque.

Chapitre 8 – Réponse à la crise (77-91)

Comment les scientifiques réagissent-ils généralement à une situation de crise?

Un scientifique ne renoncera jamais à un paradigme à moins qu’un paradigme alternatif soit disponible pour prendre sa place, et cela peu importe le nombre d’anomalies ou de contre-exemples auquel il doit faire face; la décision de rejeter un paradigme est concomitant avec celle d’en accepter un autre.
Par eux-mêmes, les anomalies et les contre-exemples ne peuvent rendre fausse une théorie philosophique. Car la tendance normale de ses adeptes est de multiplier les modifications ad-hoc de la théorie pour éviter l’apparence de conflit.
Comme on ne peut être scientifique sans embrasser un paradigme, la situation de crise provoquée par le rejet d’un paradigme peut sembler intolérable à certains et les emmener à quitter le métier de scientifique. Car on ne peut faire de la recherche sans un paradigme. Rejeter un paradigme sans le remplacer par un autre c’est rejeter la science elle-même.

Notons que la présence de contre-exemples fait partie de la recherche scientifique. Car un paradigme, même s’il fournit un cadre à la recherche, ne résout pas tous les énigmes. Mais selon les points de vue adoptés, un contre-exemple sera vu comme une énigme à résoudre, ou plutôt comme une source de crise. C’est ainsi que les successeurs de Ptolémée ont vue l’écart entre l’observation et la théorie comme une énigme à résoudre, alors que Copernic y a vu une source de crise.

Au point de départ, un scientifique doit assumer la validité d’un paradigme, et s’il échoue à résoudre une énigme, il ne peut en impliquer la faute au paradigme, à la manière d’un médiocre menuisier qui blâmerait ses outils. Et l’histoire a montré que c’est la bonne attitude à avoir. Par exemple, soixante ans après les calculs de Newton, les prédictions sur le périgée de la lune ne couvraient que la moitié des observations faites. Il y a bien eu des propositions occasionnelles pour modifier la loi de l’inverse du carré de Newton, mais personne n’y a prêté sérieusement attention. Cette patience a été justifiée, puisqu’en 1750 Clairaut a pu démontrer que c’était seulement la façon d’appliquer le calcul qui était erroné et que la loi de Newton tenait toujours.

Pour qu’une anomalie suscite une crise, et elle doit être plus qu’une simple anomalie. Il peut arriver qu’une anomalie mette en question les généralisations explicites et fondamentales d’un paradigme. Par exemple :

L’absence d’attraction de l’éther dans le cas de la théorie acceptée de Maxwell
L’incapacité d’appliquer le système ptoléméen qui avait un impact majeur dans l’élaboration du calendrier et en astrologie
Les problèmes de poids en chimie au 18e siècle qui furent exacerbés avec l’évolution de la chimie pneumatologique

Il arrive un point où une anomalie est reconnue par l’ensemble de la profession, et attire l’attention des meilleurs. À mesure que l’anomalie résiste aux efforts pour trouver une solution, le paradigme commence à recevoir des modifications plus ou moins mineures, et les règles de la science normale deviennent de plus en plus floues. Quelqu’un comme Einstein dira d’une telle période : « C’est comme si le sol se dérobait sous les pieds de quelqu’un, sans fondation nulle part pour construire quoi que ce soit ».

Les crises se terminent selon l’un des scénarios suivants :

La science normale réussira à gérer le problème malgré le désespoir de ceux qui étaient prêts à admettre que c’était la fin du paradigme.
Le problème résiste même aux approches radicalement nouvelles et on doit conclure qu’aucune solution n’existe pour le moment dans ce champ de recherche; ce sera à la génération future de s’y attaquer.
Une nouvelle proposition de paradigme apparaît et suit alors un combat pour son acceptation.

Le passage d’un paradigme à l’autre ne constitue pas une transition cumulative, comme s’il n’était qu’une extension de l’ancien paradigme. Au contraire, il s’agit d’une reconstruction sur de nouvelles fondations et qui change les généralisations théoriques les plus élémentaires du champ de recherche, tout comme les méthodes et les applications du paradigme. Une fois complétée cette transition, la profession verra sa vision du champ de recherche, ses méthodes et ses buts totalement changés. Ce sont toujours les mêmes données qu’on observe, mais on les intègre dans un nouveau système de relation, un nouveau cadre de référence.

Essayons d’analyser plus en détail cette transition.

Il arrive qu’un nouveau paradigme émerge, du moins de manière embryonnaire, bien avant qu’une crise ait eu le temps de se développer ou d’être reconnue explicitement. C’est ce qui s’est produit avec Lavoisier qui avait remis sa note scellée à l’Académie des sciences moins d’un an après la première étude sur la relation des poids dans le cadre de la théorie du « phlogiston » et avant les publications de Priestley révélant l’étendue de la crise en chimie pneumatique.
Dans d’autres cas, un temps considérable s’est écoulé entre la prise de conscience de l’écroulement du paradigme et l’émergence d’un nouveau. Car le premier effort du scientifique sera d’isoler l’anomalie et de lui donner une structure, appliquant avec encore plus de force les règles de la science normale pour voir jusqu’où elles peuvent aller. Ces recherches se feront un peu au hasard, essayant des expériences seulement pour voir ce qui pourrait se produire. Dans cet effort, il émettra constamment de nouvelles théories spéculatives qui pourraient ouvrir la voie à un nouveau paradigme. Un exemple nous est donné aujourd’hui avec la recherche sur les particules élémentaires : comment justifier cet immense investissement dans la recherche des neutrinos et cet effort pour étirer au maximum les règles de la science normale actuelle, alors qu’il n’y a pas de reconnaissance explicite d’une crise? Nous sommes devant une tentative de localiser et de définir la source d’un ensemble diffus d’anomalies.
Dans une période où on reconnaît une situation de crise, les scientifiques se tournent souvent vers l’analyse philosophique pour dénouer l’impasse. Car la recherche des hypothèses sous-jacentes aident à affaiblir l’emprise d’une tradition ancienne et suggère la base de nouvelles. C’est ainsi que l’analyse philosophique des fondements de la tradition de recherche à l’époque a précédé et accompagné l’émergence de la physique newtonienne au 17e siècle et la théorie de la relativité ainsi que la mécanique quantique au 20e siècle. Au cours de ces deux périodes, on a appliqué à l’ancien paradigme une méthode appelée « expériences de pensée » pour isoler la source de la crise avec une clarté inatteignable en laboratoire.
En amenant les scientifiques à se concentrer sur un point précis et en préparant les esprits à reconnaître les anomalies expérimentales pour ce qu’elles sont, une crise suscite une prolifération de découvertes. C’est ainsi qu’avant l’apparition du nouveau paradigme sur la combustion mis de l’avant par Lavoisier, les chimistes ont été capables de découvrir de nouveaux gaz à partir des travaux de Priestley. De même, les découvertes en optique comme la polarisation s’accumulèrent avant la découverte de la lumière comme onde. Le même phénomène a été observé à partir de 1895 avant l’émergence de la mécanique quantique.
Il peut arriver que la forme du nouveau paradigme soit présagée dans la recherche extraordinaire sur l’anomalie. Par exemple, Einstein, avant même d’avoir un substitut à la mécanique classique, raconte qu’il pouvait voir la relation entre les anomalies connues de la radiation des corps noirs, l’énergie de la chaleur et les phénomènes photoélectriques. Mais dans la plupart des cas, un nouveau paradigme surgit tout d’un coup, parfois au milieu de la nuit, dans l’esprit de quelqu’un totalement immergé dans la crise. La nature de cette étape finale nous échappe et pourrait toujours nous échapper. Ce qu’on note toutefois est qu’une telle personne est habituellement très jeune ou nouvelle dans le champ de recherche. Sans doute est-elle moins liée aux traditions anciennes. Quoi qu’il en soit, l’apparition d’un nouveau paradigme peut être appelée : révolution.

Chapitre 9 – Nature et nécessité des révolutions scientifiques (92-110)

Essayons maintenant de répondre à ces deux questions :

Qu’est-ce qu’une révolution scientifique?
Quelle est sa fonction dans le développement scientifique?

Nous avons déjà parlé d’un développement par lequel un ancien paradigme est remplacé en partie ou en totalité par un nouveau qui lui est incompatible. Mais pourquoi appeler révolution un tel changement?

On peut établir un parallèle entre la révolution politique et la révolution scientifique.

Tout comme une révolution politique survient quand une communauté a le sentiment croissant que les institutions existantes ont cessé de résoudre les problèmes d’un environnement qu’elles ont créé, ainsi une révolution scientifique survient quand un sous-groupe de la communauté scientifique a le sentiment croissant qu’un paradigme a cessé de fonctionner adéquatement dans l’exploration d’un aspect de la nature dont elle a ouvert la voie. Le sentiment d’une défaillance est un pré-requis à toute révolution.
Sur le plan politique, les changements se produisent selon une façon que les institutions elles-mêmes interdisent. Le rôle de ses institutions s’estompe, les individus s’en distancent. À mesure que la crise grandit, certains individus proposent la reconstruction de la société selon un nouveau cadre institutionnel. À ce moment, la société se retrouve divisée entre camps opposés, les uns défendant la société traditionnelle, les autres proposant un nouveau modèle. Et pour trancher, on ne peut faire appel à la politique, car il n’existe pas de cadre supra-institutionnelle qui permette d’émettre un verdict. On doit alors se rabattre à des techniques de persuasion de masse, incluant souvent la force.

Sur le plan scientifique, le choix entre deux paradigmes en concurrence s’avère de la même façon un choix entre deux modes incompatibles de vie communautaire. On ne peut opérer un tel choix dans le cadre des opérations évaluatives propres à la science normale. Car la science normale dépend d’un paradigme particulier, et c’est justement ce paradigme qui est le problème. Et dans le débat, chaque groupe utilise son propre paradigme pour défendre son paradigme. On en arrive à un argument circulaire. Et il n’existe pas de standard supérieur auquel on pourrait recourir pour obtenir l’assentiment de la communauté.

Avant d’aller plus loin sur la façon de régler le conflit entre deux paradigmes, examinons la nature des paradigmes qui s’opposent.

Notons d’abord que la structure logique de la connaissance scientifique ne demande pas qu’un nouveau phénomène exige la destruction des pratiques du passé : il n’est pas nécessaire qu’une nouvelle théorie entre en conflit avec ses prédécesseurs, car il peut se situer à un niveau supérieur se contentant de regrouper plusieurs théories de niveau inférieur sans les contredire. Par exemple, la théorie de la conservation de l’énergie crée un lien entre la dynamique, la chimie, l’électricité, l’optique, la théorie thermique, et ainsi de suite.

Dans cette perspective, l’évolution scientifique ne fait que remplacer l’ignorance, et non remplacer une connaissance devenue incompatible. Beaucoup de gens ont cette perception cumulative de la science qui est basée sur une épistémologie qui considère la connaissance comme une construction de la pensée appliquée aux données brutes des sens. Mais tout cela est démenti par l’histoire des sciences.
En principe, l’acquisition cumulative de nouveautés dans la recherche normale est non seulement rare, mais improbable. Car la recherche scientifique, qui est en soi cumulative, doit son succès à la capacité des scientifiques de choisir des problèmes qui peuvent être résolus avec les techniques conceptuelles et instrumentales semblables à celles qui existent déjà. Un scientifique sait ce qu’il cherche, et cela guide la construction de ses instruments et sa pensée. Si une nouveauté non anticipée apparaît, cela signifie que ses attentes concernant la nature et ses instruments étaient fausses. Et il y a clairement un conflit entre le paradigme qui a révélé l’anomalie et celui qui par la suite rendra cette anomalie conforme à la règle.
Il existe en principe trois types de phénomène autour desquelles on pourrait développer une nouvelle théorie.
1. Il y a d’abord les phénomènes que les paradigmes actuels expliquent bien. Ils servent rarement de point de départ à une nouvelle théorie, car celle-ci serait rejetée sous prétexte que la nature ne fournit aucune justification.
2. Il y a ensuite les phénomènes dont la structure fondamentale est indiquée par les paradigmes existants, mais dont la compréhension des détails exige une articulation plus poussée de la théorie. L’effort des scientifiques se concentre alors sur cette articulation du paradigme, et non pas sur l’invention d’une nouvelle.
3. Il y a enfin les phénomènes qui refusent obstinément d’être intégrés aux paradigmes connus. Seul ce type de phénomènes donne naissances à de nouvelles théories.
Si une nouvelle théorie de la nature est nécessaire pour résoudre une anomalie, cela signifie qu’elle permet des prédictions qui sont différentes de celle qui l’a précédée. Une telle différence ne se produirait pas si les théories étaient compatibles sur le plan logique. Prenons la théorie de la conservation de l’énergie. Elle est née d’une crise dont l’ingrédient essentiel était l’incompatibilité entre la dynamique newtonienne et la théorie calorique de la chaleur. Et c’est seulement après le rejet de la théorie calorique que la théorie de la conservation de l’énergie fit partie de la science.

On pourrait penser que l’idée de la nécessité des révolutions scientifiques est largement acceptée aujourd’hui. Mais il existe des milieux associés au positivisme logique qui font entendre une voix dissonante. Selon eux, contrairement à ce que nous venons d’affirmer, il n’y a pas par exemple d’incompatibilité entre la dynamique einsteinienne contemporaine et les anciennes équations dynamiques provenant des Principia de Newton. Même si une telle vision est minoritaire, regardons les arguments de ces milieux.

La plupart des ingénieurs utilisent encore avec succès la dynamique newtonienne.
La pertinence de l’utilisation de cette ancienne théorie est justifiée par la théorie d’Einstein elle-même qui montre que les équations de Newton seront aussi bonnes que celles de nos instruments de mesure, pourvu que leurs applications satisfassent à un nombre restreint de conditions.
Une théorie ne peut entrer en conflit avec une autre qui s’applique à un cas spécial. L’erreur des disciples de Newton auraient été de prétendre que la théorie donne des résultats extrêmement précis ou qu’elle s’applique à des vitesses relatives très élevées. Mais de telles prétentions extravagantes ne font pas partie de la science.

Ainsi, ces arguments immuniseraient toute théorie d’une attaque quelconque. Regardons tout cela de plus près.

Les positivistes demandent de restreindre la plage des applications légitimes d’une théorie. Prenons l’exemple du « phlogiston ». La théorie aidait à comprendre pourquoi les corps brûlaient, pourquoi les métaux avaient plus de propriétés en commun que leur minerai : les métaux étaient composés de différents éléments terrestres combinés au phlogiston, et ce dernier, commun à tous les métaux, produisaient des propriétés communes. Le phlogiston expliquait également la diminution du volume d’air quand la combustion se produisait dans un milieu restreint : le phlogiston dégagé par la combustion salissait l’air et le rendait moins élastique. Bien sûr, si on avait restreint la théorie seulement à l’explication de ces phénomènes, elle n’aurait pas été contestée. Mais une telle restriction interdirait au scientifique de parler scientifiquement de tout phénomène non observé. Elle lui interdirait également de se fier à une théorie dans sa recherche quand cette recherche entre dans une zone ou cherche un degré de précision où n’existe pas de précédent dans la pratique antérieure. À la fin, accepter une telle interdiction mettrait fin à la recherche normale grâce à laquelle la science se développe, car le paradigme n’offrirait pas d’énigmes non résolus. Il n’y aurait plus de surprises, plus d’anomalies.
Dans l’argument des positivistes, il y a surtout une lacune logique très révélatrice. Posons la question : est-ce qu’on peut dériver la dynamique newtonienne de la dynamique de la relativité? La réponse est : non. Car il faudrait ajouter aux énoncés einsteiniens des restrictions du genre : (v/c)2 << 1, ce qui en ferait un cas spécial des lois de la relativité, mais pas pour autant une loi newtonienne. De plus, les référents physiques des concepts einsteiniens ne sont en rien identique aux concepts newtoniens (la masse newtonienne se conserve, tandis que celle d’Einstein est convertible en énergie). Cette nécessité de changer la signification des concepts familiers et bien établis est centrale dans l’impact révolutionnaire de la théorie d’Einstein. Il en résulte une transformation conceptuelle résolument destructrice du paradigme antérieur en place. D’une certaine façon, Einstein n’a pas introduit d’objets ou de concepts nouveaux, il a plutôt déplacé le réseau conceptuel à travers lequel les scientifiques regardent le monde. C’est le prototype des réorientations révolutionnaires en science.

Admettons donc que la différence entre deux paradigmes successifs soit nécessaire et irréconciliable. Comment être plus explicite sur les sortes de différence?

Les paradigmes successifs nous racontent des choses différentes sur la population de l’univers et sur son comportement. Ces différences concernent l’existence des particules subatomiques, la matérialité de la lumière, la conservation de l’énergie. Ces différences sont substantielles.
Mais les paradigmes sont aussi la source des méthodes, du champ des problèmes et des standards dans la solution qu’une communauté scientifique considère comme acceptables à toute époque. C’est ainsi que d’anciens problèmes peuvent être relégués à une autre discipline ou considérés comme non scientifiques, alors que d’autres qui n’existaient pas ou étaient vus comme triviaux deviennent l’archétype d’une réussite scientifique importante. La tradition scientifique normale qui en émerge est non seulement incompatible, mais souvent incommensurable avec la précédente.

Donnons des exemples.

Commençons avec la question de la gravité. Avant Newton, Aristote et la scholastique expliquaient qu’une pierre tombait en raison de sa « nature » qui l’entraînait vers le centre l’univers. Au début du 17e siècle, on en est venu à considérer une telle explication comme une tautologie. Molière a bien saisi l’esprit de l’époque avec son humour habituel en mettant dans la bouche du médecin que l’efficacité soporifique de l’opium venait de sa capacité d’endormir. Pour sortir du monde des qualités occultes, le 17e siècle proposa des explications mécanico-corpusculaires. C’est ainsi que Newton tenta de réinterpréter des observations bien connues en utilisant les termes de mouvements et d’interactions des corpuscules neutres primaires, ce qui amena les scientifiques étudier l’altération du mouvement des particules par la collision : Descartes avait déjà annoncé le problème et en avait fourni un premier essai de réponse, Huyghes, Wren et Wallis avaient fait des expériences avec le pendule, appliquant des caractéristiques connus du mouvement au nouveau problème. Newton inclut leurs résultats dans ses lois du mouvement.

Le nouveau paradigme qui résultat des travaux de Newton a eu pour effet de détruire davantage et de changer partiellement les problèmes et les standards que la science de l’époque considérait comme légitimes. Pourtant, parler de la gravité comme d’une attraction innée d’une paire de particule de matière n’apparaissait pas mieux que les qualités occultes de la scholastiques, et dès lors les scientifiques qui avaient accepté les Principia de Newton s’attelèrent à trouver une explication mécanique. À un certain moment, devant les échecs répétés, on pensa rejeter Newton. Mais comme on ne pouvait faire de la science sans les Principia, on y revint au milieu du 18e siècle et on accepta de parler d’attraction innée, même si on ajouta la taille, la forme, la position et le mouvement comme faisant partie des propriétés primaires et irréductibles de la matière.

Tout cela eut pour conséquence un changement dans les standards et le champ des problèmes en science physique. Par exemple, en 1740, on put parler de la « vertu » d’attraction du fluide électrique sans s’attirer les moqueries d’une personne semblable au médecin de Molière. C’est ainsi qu’on s’est mis à étudier l’action électrique à distance, un phénomène appelé aujourd’hui « électrisation par induction », alors que jusque là l’effluve électrique requérait le contact. À son tour, la nouvelle vision de l’induction fournit à Franklin la clé pour son analyse du bocal de Leyden ainsi que de l’émergence d’un paradigme nouveau et newtonien de l’électricité.
Un autre exemple nous vient de la chimie. Avant la révolution chimique, la chimie avait pour tâche d’expliquer les qualités chimiques des substances et du changement de ces qualités lors des réactions chimiques. La conséquence ultime de la réforme de Lavoisier fut de se débarrasser des « principes » chimiques, privant la chimie de son pouvoir explicatif. Il fallait donc changer les standards. C’est ainsi qu’au cours du 19e siècle, l’échec à expliquer les qualités des composés chimiques n’entraîna pas la mise en cause d’une théorie.
James Clerk Maxwell et la théorie ondulatoire de la lumière nous fournit un dernier exemple. Il était convaincu comme ceux de son époque que les ondes lumineuses ne pouvaient se propager qu’avec le soutien de l’éther matériel. Préciser ce soutien mécanique aux ondes constituait le problème standard de l’époque. Pourtant, la théorie électromagnétique elle-même de Maxwell ne fait aucune allusion à un médium requis pour soutenir les ondes lumineuses, et rend même plus difficile une telle intégration. Au début, on rejeta sa théorie pour cette raison. Mais comme pour Newton, on trouva difficile de faire de la science sans la théorie de Maxwell. Finalement au début du 20e siècle, ce recours à un éther mécanique fut abandonné. Et pourtant, les scientifiques ne considéraient pas comme non scientifique le fait de parler de « déplacement » électrique sans spécifier ce qui était déplacé. Le résultat de tout cela fut l’établissement d’un nouvel ensemble de problèmes et de standards qui contribueront à l’émergence de la théorie de la relativité.

Chapitre 10 – Les révolutions comme un changement dans la vision du monde (111-134)

Voir des choses différentes.

Guidé par un nouveau paradigme, les scientifiques adoptent des instruments nouveaux et observent des choses nouvelles. Même quand ils regardent avec des instruments familiers vers des objets déjà observés, ils voient des choses nouvelles et différentes. Quand survient une révolution, on peut donc dire que les scientifiques répondent à un monde différent.

La gestalt nous offre des prototypes de transformation dans la manière de voir les choses. Par exemple, dans l’observation d’une forme l’un voit un lapin, l’autre voit un canard. On peut apprendre à passer d’une forme à l’autre. Un étudiant en physique, qui regarde la photo d’une chambre à bulles et ne voit que des lignes confuses et brisées, apprendra progressivement à détecter des particules nucléaires. Les perceptions passées, comme dans le cas d’un paradigme, jouent également un rôle dans la perception actuelle. Par exemple, quelqu’un qui utilise des lunettes à vision inversée verra de nouveau le monde à l’endroit après une période de confusion. Pourtant, ces expériences psychologiques ne peuvent être que suggestives et ne peuvent démontrer que les observations strictement contrôlées des scientifiques partagent les mêmes caractéristiques.

Posons la question : Quelles sortes de transformation dans le monde du scientifique peut être découvertes par un historien qui croit en de tels changements?
1. La découverte d’Uranus par Sir William Herschel nous offre un premier exemple. En dix-sept occasions entre 1690 et 1781, les meilleurs astronomes d’Europe ont pu observer l’étoile qui occupe la position actuelle d’Uranus sans repérer quelque chose de différent. Quand Herschel observa la même étoile douze ans plus tard à l’aide d’un meilleur télescope qu’il avait fabriqué, il remarqua la taille semblable à un disque et décida de poursuivre plus à fond l’examen, pour finalement conclure qu’il avait découvert une comète. Ce ne fut que lorsque Anders Johan Lexell suggéra que son orbite était plutôt planétaire, qu’il reconnut être devant une planète. Ce changement mineur de paradigme prépara la rapide découverte de planètes mineures et d’astéroïdes après 1801. Étant prêts à trouver de nouvelles planètes avec les instruments traditionnels, les astronomes ont pu en identifier une vingtaine dans les cinquante ans qui suivirent. Leur monde avait changé.
  
  C’est exactement ce qui s’est également passé quand Copernic a proposé son paradigme. Au cours des années qui suivirent, les astronomes découvrirent des tâches sur le soleil, ainsi que de nouvelles étoiles et des comètes, alors que jusque là on croyait le ciel immuable. On pouvait donc dire que, après Copernic, on vivait dans un monde différent.
2. Au 17e siècle alors qu’on considérait l’électricité selon le modèle hydraulique, les scientifiques voyaient un paquet de particules rebondir ou tomber du corps électrifié qui les attirait. Aujourd’hui, un observateur moderne y verrait de la répulsion électrostatique. Mais il a fallu attendre Francis Hauksbee (1666 – 1713) pour que la répulsion électrostatique devienne la manifestation fondamentale de l’électricité, et c’était plutôt l’attraction qu’il fallait expliquer. Il en est de même avec le bocal de Leyde. Après Franklin, la perception de ce bocal changea : la forme ou sa structure de verre n’avait plus d’importance, mais c’était les deux couches conductrices d’électricité qui importaient.
3. Prenons un autre exemple, celui de Lavoisier. Ce dernier voyait de l’oxygène là où Priestley voyait de l’air dont on avait enlevé son « phlogiston ». Même plus. En ayant appris à voir l’oxygène, il apprit également à voir des composés là où Priestley et ses contemporains ne voyaient qu’une terre élémentaire. On peut donc dire qu’il travaillait dans un monde différent.
4. Un dernier exemple nous vient de Galilée. Depuis l’antiquité on avait observé un objet lourd osciller au bout d’un fil pour finalement s’arrêter. Pour les aristotéliciens, qui croyaient qu’un corps lourd de déplace en raison de sa propre nature d’une position supérieure vers une position inférieure où il trouvera son état naturel au repos, le corps qui se balance est un cas de chute complexe. Galilée y voyait plutôt un pendule, un corps qui réussit à répéter sans cesse le même mouvement presqu’à l’infini. Après en avoir observé les propriétés, il en dériva des arguments sur l’indépendance du poids et de la vitesse de la chute, ainsi que sur une relation entre la hauteur et la vitesse finale des mouvements sur un plan incliné. Galilée voyait les choses d’une manière différente de celle de ses prédécesseurs.
  
  Pourquoi un tel changement de vision s’est-elle produite? Galilée n’a pas été formé complètement comme un aristotélicien. On lui a appris à analyser le mouvement selon la théorie de l’impulsion, un paradigme du moyen âge tardif qui considérait que le mouvement continu d’un corps lourd était dû à un pouvoir interne que lui avait inculqué celui qui avait initié le mouvement. Ce sont Jean Buridan et Nicole Oresme, des scholastiques du 14e siècle, qui ont amené la théorie de l’impulsion à sa formulation la plus parfaite. Tous ces gens ont contribué à assurer le passage du paradigme aristotélicien sur le mouvement à celui de la théorie de l’impulsion.
Une simple réinterprétation de données immuables?

Quand on compare Galilée à Aristote, Lavoisier à Priestley, peut-on vraiment parler d’un changement de vision? Ont-ils vu des choses différentes en regardant les mêmes objets? Plusieurs lecteurs diront qu’un changement de paradigme est avant tout un changement d’interprétation des mêmes données. Mais toutes les recherches en philosophie, en psychologie, en linguistique et même en histoire de l’art suggèrent plutôt qu’une telle représentation de la réalité est bancale.

Ce qui se passe dans une révolution scientifique ne se réduit pas à une simple réinterprétation de données individuelles et immuables.
- Tout d’abord, les données ne sont pas explicitement immuables : un pendule n’est pas une pierre qui tombe, l’oxygène est différent de l’air dépourvu de « phlogiston »
- Ensuite, le processus de passer d’une chute contrôlé à un pendule ou de l’air sans « phlogiston » à l’oxygène ne ressemble pas à une réinterprétation, mais plutôt à celui de porter des lunettes à vision inversée
Les interprétations font partie de la science normale et présupposent d’abord un paradigme. Ainsi, une interprétation articule un paradigme, mais ne le corrige pas. La crise engendrée par l’écroulement d’un paradigme ne se termine pas dans une délibération ou une réinterprétation, mais par un événement soudain et non structuré, comme un changement de gestalt : les scientifiques parlent d’écailles qui tombent des yeux, d’un éclat de lumière qui éclaire enfin une vieille énigme, permettant de voir des composantes sous un jour nouveau. Une telle illumination peut même survenir dans le sommeil. Cet aspect intuitif et soudain de l’illumination ne cadre pas avec une réinterprétation.

Revenons à nos exemples. Quelles sont les données qu’a rendu accessibles l’interaction des différents paradigmes avec leur environnement? En regardant une chute contrôlée, un aristotélicien discuterait du poids de la pierre, la hauteur à laquelle on l’a levée, et le temps requis pour atteindre la position stationnaire. Il ne pourrait arriver aux lois déduites par Galilée sans une série de crise qui permettrait enfin de voir une pierre qui oscille. Il voit un état là où Galilée voit un processus. La mesure de distance qui l’intéresse à chaque instant est la distance vers le point final, et non pas comme chez Galilée la distance à partir du point d’origine. Le néoplatonisme a probablement contribué à diriger l’attention de Galilée vers la forme circulaire du mouvement, si bien que seules les données reliées au poids, au rayon, au déplacement angulaire et le temps d’une oscillation importaient. Une fois admis ce paradigme, le mouvement régulier d’un objet semblable au pendule était accessible à l’inspection, alors qu’il ne l’était pas pour un aristotélicien.

Dire « accessible à l’inspection » peut être trompeur. Certains voudraient développer un langage neutre de l’observation qui ne ferait que refléter l’image qui s’imprime sur la rétine du scientifique. On aurait ainsi une expérience sensorielle pure, fixe et immuable, et les théories constitueraient une interprétation par l’homme de ces données pures. Les positions épistémologiques de la philosophie occidentale des trois derniers siècles vont dans le même sens. Mais une expérience sensible « pure », sans conditionnement, n’existe pas, et un une telle théorie relève d’une tentative désespérée pour expliquer ce qui se passe.

En fait, on ne devrait pas utiliser l’expression « données disponibles », mais plutôt « données péniblement recueillies ». Ils sont des indices choisis minutieusement, parce qu’ils semblent prometteurs dans leur capacité d’articuler le paradigme en vigueur. Ainsi, les opérations et les mesures, de manière plus claire que l’expérience immédiate, sont déterminées par le paradigme dans la recherche normale. En conséquence, des scientifiques avec des paradigmes différents feront des manipulations concrètes différentes en laboratoire. Même trois siècles après Descartes, on n’est pas encore arrivé à un langage général sur la pure perception, et les meilleures tentatives doivent présupposer au point de départ un paradigme.

Ainsi, les scientifiques ont raison en principe et en pratique de traiter l’oxygène ou le pendule (et peut-être aussi les atomes et les électrons) comme des ingrédients fondamentaux de leur expérience immédiate. L’alternative, pour qui ne veut pas voir un pendule dans une pierre qui oscille au bout d’une corde, n’est pas une image hypothétique « pure », sans conditionnement, mais un autre paradigme qui fait quelque chose d’autre de cette pierre qui oscille.

Le paradigme donne un cadre global à cette expérience immédiate. C’est ainsi que les coperniciens ne se sont pas contentés de refuser le titre traditionnel de planète au soleil, mais ils ont changé la signification même de « planète », si bien qu’ils ont introduit des distinctions utiles dans un monde où tous les corps célestes étaient désormais perçus de manière inédite.
Des relations nouvelles avec le nouveau paradigme et des résultats nouveaux

Pourtant, après une révolution scientifique, le scientifique regarde toujours le même monde. Même plus, plusieurs de ses manipulations en laboratoire sont les mêmes, exécutées avec les mêmes instruments et décrite dans les mêmes termes. Où se trouve donc le changement? En fait, dans les relations de ces manipulations avec le nouveau paradigme, et dans les nouveaux résultats de ces manipulations. Regardons l’exemple qui nous vient des travaux de Dalton.

Au 18e siècle, le monde de la chimie était dominé par le paradigme de l’affinité élective : les atomes élémentaires, qui constituaient toutes les espèces chimiques, étaient retenus ensemble par les forces de l’affinité mutuelle. C’est ainsi qu’un lingot d’argent tenait sa consistance des forces d’affinité entre les corpuscules d’argent. Le fait qu’il se dissolve dans l’acide s’expliquait par l’attraction des particules d’acide sur celles de l’argent. Or, cette théorie introduisait une séparation entre les mélanges physiques et les composés chimiques, une séparation qui était devenue inhabituelle depuis les travaux de Dalton. D’une part, si un mélange produisait de la chaleur, de la lumière, ou de l’effervescence, alors il s’agissait de la réaction d’un composé chimique. Si, d’autre part, les particules du mélange pouvaient encore être distinguées à l’œil nu ou encore séparées, alors il s’agissait d’un mélange physique. Mais dans une telle distinction on ne tenait pas compte des cas intermédiaires comme le sel dans l’eau, les alliages, le verre ou l’oxygène de l’atmosphère. Et il y avait surtout ce problème rencontré par Dalton : quand il ne combinait pas l’oxygène et l’azote comme dans l’atmosphère, mais se contentait de les mélanger, il ne retrouvait pas l’oxygène, gaz plus lourd, au fond comme il s’y attendait, mais un composé homogène. Sa théorie atomique introduisait ultimement une anomalie, qui n’existait pas jusque là.

Notons qu’à la fin du 18e siècle, on acceptait l’idée que certains composés pouvaient contenir des proportions fixes déterminées par la masse de leurs éléments. Mais on ne pouvait généraliser cette idée en raison du contre-exemple du verre ou du sel dilué dans l’eau; cela aurait obligé les chimistes à abandonner leur théorie de l’affinité et à repenser les frontières du domaine de la chimie. Cela amène des débats orageux, comme celui de ces deux chimistes français, Joseph Louis Proust, pour qui toute réaction chimique se fait dans des proportions fixes, et Claude Louis Berthollet, pour qui c’est faux. On assiste à un dialogue de sourd, mais en fait Proust parlait des mélanges physiques alors que Berthollet parlait des composés chimiques. C’est ici qu’intervient le travail de recherche du britannique John Dalton qui nous donna cette fameuse théorie atomique chimique.

L’ironie de l’histoire est que Dalton n’était ni chimiste, ni intéressé à la chimie. Il était un simple météorologue qui essayait de résoudre pour lui-même le problème physique de l’absorption des gaz par l’eau et de l’eau par l’atmosphère. Cette formation particulière l’amena à aborder le problème sous un angle différent que celui des chimistes de l’époque. Pour lui, l’absorption d’un gaz par l’eau était un processus physique qui n’avait rien à voir avec l’affinité. La question de l’homogénéité des solutions obtenues pourrait être résolue selon lui si on pouvait déterminer la taille et la masse des diverses particules atomiques du mélange expérimental. C’est pour établir ces mesures qu’il se tourna vers la chimie. Selon son hypothèse, les atomes ne pouvaient se combiner qu’un à un, ou selon un ratio simple de nombres entiers. Et une réaction dont les ingrédients n’entrent pas dans une proportion fixe est d’entrée jeu considérée comme non purement chimique. Ses conclusions constituèrent une révolution. Pourtant, à la base, il s’agissait des mêmes manipulations chimiques, mais celles-ci présupposaient maintenant une relation avec la généralisation chimique très différente à celle qu’elles ont eue auparavant.

Bien sûr, les conclusions de Dalton furent d’abord attaquées de toutes parts. Quelqu’un comme Berthollet ne se rallia jamais. Mais elles finirent par convaincre la plupart des chimistes. Ce nouveau paradigme avait pour conséquence non seulement d’introduire un nouveau critère pour distinguer les mélanges des composés, mais il changea tout le langage de la chimie : on cessa d’écrire que deux oxydes de carbone contenaient 56% et 72% d’oxygène par unité de masse, pour plutôt écrire qu’une unité de masse de carbone se combinait soit avec 1,3, soit avec 2,6 unités de masse d’oxygène. Quand on se mit à revisiter les résultats des anciennes manipulations avec ce nouveau langage, des ratios comme 2:1 sautèrent aux yeux. Ces conclusions suggérèrent de nouvelles expériences, dont celles de Gay-Lussac sur la combinaison des volumes, ouvrant la porte à d’autres phénomènes réguliers auxquels on n’avait même pas rêvé jusque là. Ce que Dalton avait apporté à la chimie n’était pas avant tout de nouvelles lois, mais une nouvelle façon de faire de la chimie. Aussi, les chimistes se mirent à vivre dans un monde où les réactions se comportaient de manière différente de celle qu’ils avaient observés jusque là.

Mais une chose restait encore à faire : amener l'ensemble de la nature à s’aligner avec le nouveau paradigme, ce qui requit le travail de la génération qui suivit.

Chapitre 11 – Caractère invisible des révolutions (135-142)

Pourquoi les révolutions scientifiques apparaissent-elles pratiquement invisibles, si bien que, pour la majorité des gens, les exemples que nous avons donnés précédemment sont vus, non comme des révolutions, mais comme des additions à la connaissance scientifique?

À la fois les scientifiques et les gens ordinaires prennent leur image de l’activité créatrice de la science d’une source principale qui, tout en faisant autorité, masque pour des raisons fonctionnelles l’existence et la signification des révolutions scientifiques. Cette autorité, ce sont les manuels en science, incluant les œuvres populaires ou philosophiques calquées sur eux. Il n’y a pas d’autre source d’information sur la science qu’eux, à moins d’être un praticien qui fait de la recherche. Or, que font ces manuels? Ils s’intéressent à un ensemble de problèmes, de données et à une théorie déjà articulés, déjà éclairés par un paradigme auquel adhère la communauté scientifique. Ils cherchent alors à communiquer de manière accessible le vocabulaire et la syntaxe du langage scientifique contemporain. Même la philosophie de la science cherchera à analyser la structure logique de ce corpus de connaissances scientifiques. Ainsi, ces manuels présentent les résultats stables d’une révolution déjà achevée, et donc affichent les bases d’une tradition scientifique en cours. Voilà pourquoi ils doivent être réécrits suite à chaque révolution scientifique, et ce faisant, ils masquent inévitablement la révolution elle-même qui a créé la situation nouvelle.

De manière caractéristique, les manuels de science contiennent un tout petit peu d’histoire, soit dans le chapitre d’introduction, soit par des références ici et là à des héros du passé, des héros présentés comme ayant apporté une contribution aux énoncés et à la solution des problèmes types du paradigme actuel. Mais dans ce cas, on se trouve à réécrire l’histoire et à réviser les œuvres des scientifiques d’autrefois afin qu’ils apparaissent avoir travaillé sur les mêmes ensembles de problèmes et selon les mêmes canons que la révolution de la théorie et de la méthode a établie comme norme. Il ne faut pas se surprendre si la science apparaît alors comme un processus cumulatif.

Le résultat de tout cela est une tendance tenace, même chez des scientifiques qui repensent à leurs recherches, à regarder l’histoire de la science de manière linéaire ou cumulative. Donnons trois exemples.

Dalton nous a donné trois récits incompatibles sur le développement de sa théorie atomique. Il nous donne l’impression de s’être intéressé dès le début aux problèmes chimiques de la combinaison des proportions, alors que ces problèmes et leurs solutions sont apparus en fait alors qu’il avait presque complété son œuvre créatrice. Et surtout, tous ces récits oublient les effets révolutionnaires d’appliquer à la chimie un ensemble de questions et concepts restreints jusque là à la physique et à la météorologie.
Newton a écrit que c’est Galilée qui a découvert que la force constante de la gravité produit un mouvement proportionnel au carré du temps. Mais Galilée n’a rien dit de tel : dans sa discussion sur les corps qui tombent, il parle à peine de forces, et encore moins de forces gravitationnelles uniformes causant la chute des corps. En attribuant à Galilée la réponse à une question que son paradigme ne permettait pas de poser, le récit de Newton se trouve à masquer les effets d’une reformulation modeste mais révolutionnaire de la question que les scientifiques posent sur le mouvement et sur les réponses acceptables. C’est une telle reformulation des questions et réponses qui expliquent la transition de la dynamique aristotélicienne à celle de Galilée, et de la dynamique galiléenne à celle de Newton.

Ce sont ces réécritures ou reconstitutions erronées de l’histoire qui contribuent à rendre invisibles les révolutions scientifiques. On a alors l’impression que la science a atteint son état présent par une série de découvertes et inventions individuelles qui, lorsque prises ensemble, constituent le corpus moderne de la connaissance technique. C’est ainsi que, à en croire les manuels de science, les scientifiques avaient au cours de l’histoire les mêmes objectifs que ceux incarnés par les paradigmes modernes, contribuant pierre par pierre à l’édification d’un édifice commun, chacun apportant un fait, un concept, une loi ou une théorie au corpus actuel d’information.

On oublie alors que les énigmes de la science normale contemporaine n’existaient pas avant la plus récente révolution scientifique. Mais ce ne sont pas seulement les problèmes qui ont changé. Tout le réseau des faits et théories que le paradigme dans les manuels associe à la nature a également connu une mutation. Revenons à Newton. Comment peut-on dire que les étudiants en dynamique ont toujours été à la recherche de l’accélération constante produite par une force constante, alors qu’il s’agit plutôt d’une réponse à une question qui ne pouvait apparaître que dans le cadre de la théorie newtonienne.
Terminons avec un exemple tiré du domaine de la chimie. Tout manuel de chimie élémentaire doit présenter la notion d’élément chimique. On attribue alors son origine au chimiste du 17e siècle, Robert Boyle, dont l’ouvrage, Sceptical Chymist, semble offrir une définition très proche de celle en usage aujourd’hui. Ce faisant, le manuel aide l’étudiant à se rendre compte que la chimie n’est pas née d’hier, et que, de plus, la tâche traditionnelle du scientifique est d’inventer des concepts semblables. On ne niera pas la valeur pédagogique d’une telle approche.

Mais en fait le manuel nous induit en erreur. Car Boyle paraphrase la notion d’élément chimique en vigueur dans la tradition chimique pour dire ensuite qu’une telle chose n’existe pas. On peut retrouver des traces de la définition de Boyle jusque chez Aristote, et par la suite chez Lavoisier et dans les textes contemporains. Ainsi, Boyle n’a pas inventé cette définition, et celle-ci n’a rien de scientifique, mais constitue tout au plus une aide pédagogique.

Quel est l’apport historique de Boyle dans cette partie de son œuvre qui utilise la définition d’élément chimique? Il fut le leader d’une révolution scientifique qui, en changeant la relation d’un élément à sa manipulation chimique et à la théorie chimique, a transformé la notion d’élément en outil totalement différent de ce qu’il était, et par le fait même a transformé la chimie et le monde du chimiste. Il a fallu d’autres révolutions, comme celle de Lavoisier, pour que la notion atteigne sa forme et sa fonction actuelle. Mais Boyle nous donne un exemple typique à la fois du processus impliqué à chacune des étapes et de ce qui arrive à ce processus quand la connaissance actuelle s’incarne dans un manuel, i.e. on projette dans le passé une notion moderne.

Chapitre 12 – Résorption des révolutions (143-158)

Nous avons esquivé jusqu’ici la question : quel est le processus par lequel un nouveau paradigme remplace son prédécesseur? Abordons-là maintenant en répondant d’abord qu’une découverte ou une théorie émerge au début dans l’esprit d’un ou quelques individus qui ont appris à voir la science et le monde de manière différente. Et leur transition vers un nouveau paradigme est facilitée par les deux circonstances suivantes :

Ils ont été amenés à concentrer leur attention de manière très intense sur les problèmes qui ont suscité la crise
Ils sont jeunes et nouveaux dans le champ qui connaît une crise, si bien que leur pratique est moins attachée que celle de leur contemporains à la vision du monde et aux règles déterminées par l’ancien paradigme

Mais qu’est-ce qui amène toute une profession ou un sous-groupe de la profession à abandonner la tradition d’une science normale au profit d’une autre? Un scientifique engagé dans sa recherche fait différents tests en comparant le paradigme avec la nature, tente différentes options pour obtenir les résultats recherchés, mais jamais il ne fera de test sur le paradigme lui-même pour le valider. Mettre à l’essai le paradigme lui-même ne survient que lorsque des échecs persistants à résoudre des énigmes notoires ont engendré une situation de crise, et même à ce moment, elle ne se produira qu’en présence d’un paradigme rival qui cherche également à obtenir l’allégeance de la communauté scientifique.

Comment évaluer deux paradigmes qui s’affrontent?

En présence de deux paradigmes qui s’affrontent, comment procéder alors à leur vérification ou leur validation? Ici, on trouve deux théories philosophiques différentes parmi les plus populaires aujourd’hui.
1. Il y a d’abord l’approche probabiliste. On examine alors les théories selon leur capacité à expliquer les données disponibles. Toutes les écoles qui utilisent cette approche ont recours d’une façon ou d’une autre au langage de l’observation pure et neutre que nous avons considéré comme impossible au chapitre 10. L’une d’elles demande de comparer une théorie scientifique donnée à toutes les autres qu’on pense pouvoir éclairer la même collection de données observées. Une autre demande d’établir par l’imagination tous les tests qu’une théorie scientifique donnée devrait raisonnablement pouvoir passer. Mais, en fait, comme un langage de l’observation pure et neutre est impossible, tous les tests se font en utilisant l’un ou l’autre paradigme. En conséquence, ces tests ne peuvent couvrir toutes les expériences possibles et toutes les théories possibles. De plus, la vérification est comme la sélection naturelle : dans les diverses options disponibles, on choisit celle qui est la plus viable étant donné le contexte historique. Ainsi, l’approche probabiliste embrouille autant qu’elle éclaire le travail de vérification.
2. L’autre approche a été développée par Karl R. Popper qui nie au point de départ l’existence de quelque procédé de vérification que ce soit. Au contraire, il met l’accent sur la falsification, i.e. des tests qui amènent à rejeter une théorie établie. Mais on peut douter qu’une telle situation puisse exister. Car aucune théorie ne résout tous les problèmes auxquelles elle est confrontée et aucune des solutions qu’elle propose n’est parfaite; c’est d’ailleurs cette imperfection qui pave la voie à la science normale pour qu’elle s’attaque aux énigmes qui restent. Si on avait exigé la perfection, on aurait dû alors rejeter toutes les théories à toutes les époques. Même si elle se concentre seulement sur les échecs majeurs, l’approche de Popper est dans l’obligation de développer des critères « d’improbabilité » ou de « degré de falsification », ce qui nous ramène dans la même situation que l’approche probabiliste.
La difficulté de ces deux approches peut être surmontée en reconnaissant qu’elles tentent de comprimer deux processus totalement séparés en un seul. En effet, l’étape de vérification ne peut survenir que dans un deuxième temps, après le triomphe d’un paradigme sur l’autre à la suite d’une anomalie majeure. À ce moment on peut poser la question : laquelle des deux théories qui s’affrontent explique mieux les données. C’est ainsi par exemple qu’il a fallu moins d’une décennie pour reconnaître que la théorie de Lavoisier rendait mieux compte des faits que celle de Priestley.
Le caractère incommensurable des paradigmes qui s’affrontent?

Les protagonistes dans le débat sur les paradigmes sont habituellement engagés dans un dialogue de sourd en raison du caractère incommensurable des paradigmes pré et post révolution.
1. Leur désaccord survient d’abord sur la liste des problèmes à résoudre, ainsi que sur les standards et les définitions de la science. Par exemple, la dynamique de Newton rejetait la question sur la cause des forces d’attraction entre particules de matière pour se contenter d’accepter l’existence de forces. Cette question sera réintroduite avec la théorie de la relativité générale qui sera fière d’y répondre. De même, la théorie chimique de Lavoisier refusait la question sur la raison pour laquelle les métaux se ressemblaient, alors que les chimistes du « phlogiston » tentaient d’y répondre. Ce n’est qu’au 20e siècle que cette question a retrouvé droit de cité et obtenue certaines réponses.
2. Même si les nouveaux paradigmes naissent des anciens, et donc incorpore une partie de leur vocabulaire et de leurs instruments tant conceptuels que physiques, ils les utilisent cependant dans le cadre de nouvelles relations entre les termes, les concepts et les expériences. Un cas typique est celui de l’expression « espace courbé » utilisée par Einstein et qui devient incompréhensible pour l’homme ordinaire habitué à l’espace euclidien, plat, homogène, non affecté par la matière. Il faut alors complètement redéfinir les notions comme l’espace, le temps, la matière et la force. Il en fut de même avec Copernic heurtant de front ceux pour qui la terre était un point fixe, obligeant à repenser les problèmes de physique et d’astronomie, et en particulier la signification des mots comme terre et mouvement.
3. Fondamentalement, les protagonistes exercent leur métier dans des mondes différents : même quand ils regardent dans la même direction, ils voient des choses différentes. L’un voit un corps qui tombe lentement, l’autre un pendule. L’un voit un mélange, l’autre un composé. L’un se voit dans un espace plat, l’autre dans un espace courbé. Et on ne peut pas passer d’une vision à l’autre sans une conversion, que nous avons appelé un changement de paradigme. De plus, une telle conversion ne survient pas par étape, guidée par la logique et une forme d’expérience neutre. Elle survient d’un coup, ou elle ne se produit pas.
La conversion à un nouveau paradigme

Comment un scientifique est-il amené à vivre une telle conversion? En partie, on peut répondre que le phénomène est très peu fréquent. La théorie copernicienne n’a fait que quelques convertis presqu’un siècle après la mort de Copernic. Les travaux de Newton n’étaient généralement pas acceptés plus d’un demi-siècle après la publication des Principia. Priestley n’a jamais accepté la théorie de l’oxygène, et Lord Kelvin a toujours refusé la théorie électromagnétique. Quelqu’un comme Max Plank écrira : une nouvelle vérité scientifique ne triomphe pas en convaincant ses opposants et en leur faisant voir la lumière, mais plutôt par le fait que les opposants finissent par mourir et qu’une nouvelle génération grandit en étant familière avec elle.

Notons que cette résistance chez les scientifiques ne vient pas d’un refus de voir ses erreurs, comme si c’était une question de logique, mais de l’assurance que l’ancien paradigme sera ultimement en mesure de résoudre tous les problèmes. Il ne faut pas leur jeter la pierre, car c’est cette même assurance qui rend possible la science normale et son effort de résoudre les énigmes. Mais la conversion finira par se produire, d'abord chez quelques, puis chez d'autres, jusqu’à ce que, une fois décédés les derniers qui faisaient obstacles au nouveau paradigme, toute la profession se rallie.

Qu’est-ce qui peut amener une conversion? On pourrait évoquer l’influence de l’innovateur, sa personnalité, son parcours, ses maîtres, sa réputation. Mais plus fondamentalement, c’est la capacité du nouveau paradigme à résoudre les problèmes qui avaient déclenché la crise. C’est ainsi que Copernic prétendit avoir résolu le problème longtemps en souffrance de la longueur de l’année calendaire, Newton celui de l’identité des gaz et leur relation à la masse, Einstein celui de la compatibilité de l’électrodynamique avec une science révisée du mouvement. De telles prétentions auront du succès si elles s’accompagnent d’une précision quantitative nettement supérieure. Par exemple, la supériorité quantitative des tables Rudolphine de Kepler par rapport à la théorie ptoléméenne fut un facteur majeur dans le ralliement à la théorie copernicienne. La réussite de Newton à prédire les observations quantitatives en astronomie constitue la raison principale pour le triomphe de sa théorie.

Pourtant, cette capacité à résoudre les problèmes qui ont provoqué une crise est rarement suffisante par elle-même. D’autres arguments peuvent intervenir, en particulier la capacité du nouveau paradigme à prédire de nouveaux phénomènes qu’ignorait totalement l’ancien paradigme. Par exemple, la théorie de Copernic prévoyait que les planètes devaient ressembler à la terre, que Venus devait avoir des phases, et que l’univers devait être plus grand que ce qu’on voyait. Aussi, quand 60 ans après sa mort, les télescopes permirent de voir les montagnes de la lune, les phases de Venus et un grand nombre d’étoiles inconnues, plusieurs se convertirent à sa théorie, même chez ceux qui n’étaient pas astronomes. La résistance française à la théorie ondulatoire de la lumière tomba quand Fresnel fut en mesure de démontrer l’existence d’un point blanc au centre de l’ombre d’un disque circulaire, après que Poisson, à l’origine un opposant, avait affirmé que la conséquence de cette théorie absurde serait d’avoir justement un point blanc au centre.

Malgré tout leur poids, ces arguments, pris individuellement ou ensemble, ne sont pas impérieux. Il faut aussi faire appel à des arguments rarement explicités, plus subjectifs, qui relèvent du sens esthétique du scientifique : on dit de la nouvelle théorie qu’elle plus propre, plus simple, plus convenable. Même s’il faut du temps à une théorie pour être peaufinée au point d’avoir un attrait esthétique, il reste que cet argument peut parfois devenir décisif. Car, n’oublions pas, les partisans de l’ancien paradigme peuvent toujours faire valoir que le nouveau paradigme est loin d’être parfait et qu’il ne résout pas tous les problèmes. Après son triomphe, la théorie de l’oxygène n’était pas en mesure d’expliquer la capacité de produire un gaz inflammable à partir du carbone, alors que ce phénomène servait d’argument à la théorie du « phlogiston ». Copernic a détruit une explication traditionnelle du mouvement de la terre sans pouvoir la remplacer, tout comme ce fut le cas de Newton avec la gravité, et de Lavoisier avec la propriété commune des métaux.

Parmi ces éléments subjectifs qui peuvent jouer un rôle décisif, il y a la foi que ce nouveau paradigme réussira à résoudre beaucoup de problèmes importants. En plus de percevoir une crise, il faut chez le scientifique le sentiment que la nouvelle proposition est sur la bonne voie. Ce sentiment relève de considérations personnelles et esthétiques, parfois inarticulées. Même aujourd’hui, la théorie générale d’Einstein attire des gens sur une base esthétique, un attrait que peu de gens en dehors du monde mathématique ressentent.

N’allons pas penser qu’un nouveau paradigme triomphe ultimement sur la base d’un esthétisme mystique. Mais aucun argument individuel n’est en mesure de convaincre de manière décisive l’ensemble de la communauté scientifique. Au début, quelques uns changent d’allégeance en raison de l’un ou l’autre des arguments. Ils explorent les nouvelles possibilités et montrent ce que signifie appartenir à cette nouvelle communauté. D’autres se joignent. Peu à peu, les expériences, les instruments, les articles et les livres basés sur le nouveau paradigme se multiplient, provocant encore plus d’adhésion. À la fin, une personne, qui résiste encore même si l’ensemble de sa profession s’est convertie, cesse ipso facto d’être un scientifique.

Chapitre 13 – La révolution, facteur de progrès (159-172)

Qu’est-ce que le progrès?

Suite à cette description de l’évolution en science, on peut se demander : pourquoi le progrès est-il un prérequis réservé presqu’exclusivement à des activités qu’on appelle science, et qu’on ne retrouve pas dans les arts, en théorie politique ou en philosophie?

Une telle question peut paraître purement sémantique, puisque le terme science est de toute façon réservé à des champs qui affichent des progrès évidents. Il existe actuellement un débat pour déterminer si les sciences sociales ou la psychologie possèdent de telles caractéristiques. Tout cela nous renvoie à la définition de la science. Mais ne vaudrait-il pas mieux poser la question autrement : pourquoi mon champ d’étude n’évolue-il pas de la même manière que la physique, par exemple? Quel changement dans les techniques, la méthode ou l’idéologie rendrait-il cela possible? L’histoire des sciences de la nature montre que ce n’est pas une définition de la science qui importe, mais le fait pour un groupe d’arriver à un consensus sur leurs réussites passées et présentes.

Prenons l’exemple de la peinture. Pendant plusieurs siècles, de l’antiquité jusqu’au début de l’Europe moderne, la peinture était considérée comme la discipline cumulative par excellence. Le but de l’artiste était de représenter la réalité. Critiques et historiens, comme Pline ou Vasari, ont rapporté avec beaucoup d’admiration la suite d’inventions comme la perspective à travers les clair-obscur pour toujours mieux représenter la nature. Au cours de cette période, en particulier la Renaissance, il y avait peu de séparation entre les sciences et les arts. Léonard de Vinci en est la figure typique qui passait constamment de l’un à l’autre. Ce n’est que lorsque la peinture a renoncé définitivement à son rôle de représentation de la nature que le fossé avec la science s’est creusé.

Au sein d’une communauté professionnelle donnée, scientifique ou non scientifique, les résultats d’une suite de travaux créateurs couronnés de succès sont considérés comme un progrès. Un théologien qui réussit à articuler un dogme ou un philosophe qui raffine les impératifs kantiens contribue au progrès, du moins pour le groupe qui partage les mêmes prémices. Si certains doutent que les champs non scientifiques font des progrès, cela vient de ce que des écoles rivales mettent en question les fondements des autres : celui qui refuse de voir du progrès en philosophie se base sur le fait qu’il y a encore des aristotéliciens, et non pas sur le fait qu’il y a du progrès dans l’aristotélisme.
Qu’est-ce qui permet à la science de progresser?

En science de la nature, c’est l’absence d’écoles rivales, et le fait que le scientifique puisse se concentrer exclusivement sur les phénomènes les plus subtils et les plus ésotériques, sans mettre en question les principes premiers, qui permet de mieux voir le progrès accompli. Mais ce point n’est qu’une partie de la réponse, et pas le plus important. Il y a aussi le fait qu’il y a peu de groupes professionnels si isolés de la vie quotidienne et dont le travail créateur s’adresse exclusivement aux autres membres de la profession et est évalué par eux. Même le poète le plus ésotérique ou le théologien le plus abstrait cherche une forme d’approbation séculière. Aussi, en travaillant exclusivement avec un auditoire de collègues qui partagent les mêmes valeurs et les mêmes croyances, le scientifique peut prendre pour acquis l’ensemble unique de standards. Et contrairement aux ingénieurs, médecins ou la plupart des théologiens, il ne choisit pas les problèmes en fonction de leur urgence ou de leur importance sociale, ou encore en fonction des outils disponibles pour les résoudre.

Les sciences de la nature se caractérisent également par la façon dont se fait la formation des scientifiques. En musique, dans les arts graphiques et en littérature, la formation se fait par l’exposition aux grands maîtres, et très peu par les manuels scolaires. En histoire, en philosophie et dans les sciences sociales les manuels scolaires jouent un plus grand rôle. Mais on lira en parallèle certaines sources originelles ou des classiques dans le domaine, avec quelques recherches contemporaines. Dans cette formation, l’étudiant sera exposé à une variété de problèmes que les membres de sa profession ont été confrontés au cours de l’histoire, des problèmes parfois incommensurables sur lesquels il devrait prendre position personnellement. Par contraste, l’étudiant en sciences de la nature se fie uniquement aux manuels scolaires, du moins pour les trois ou quatre premières années de sa formation, jusqu’à ce qu’il commence à faire lui-même de la recherche. Pourquoi lire Newton, Faraday, Einstein ou Schröder quand tout ce dont il a besoin de savoir est bien systématisé dans un manuel bien à jour? Cette formation a fait ses preuves et a équipé des générations d’étudiants à faire de la science normale dont les résultats sont considérés comme un progrès.
Peut-on parler de progrès dans une révolution?

Rappelons qu’une révolution survient quand l’un des camps qui s’opposaient triomphe. Pour ceux qui triomphent, la révolution représente bien sûr un progrès, et il en sera ainsi pour tous les membres de cette nouvelle communauté. De manière conséquente, on rejettera les livres et les articles basés sur l’ancien paradigme. On ne trouvera ici aucun équivalent à un musée d’art ou à une bibliothèque des classiques, ce qui a malheureusement pour conséquence de biaiser chez le scientifique sa vision de l’histoire de sa discipline.

Aussi, il faut reconnaître qu’il y a des pertes tout autant que des gains dans une révolution scientifique, et les scientifiques ont tendance à oublier ces pertes. Mais celles-ci ne peuvent arrêter une révolution, et il y a une forme d’autorité qui s’impose dans le nouveau paradigme, une autorité qui ne peut venir que de la communauté scientifique. L’indépendance de cette communauté et son soutien par la société sont essentiels. Voilà pourquoi, même si toutes les civilisations que nous connaissons possédaient des techniques, un art, une religion, un système politique et des lois, seules celles qui descendent de la Grèce antique ont su mettre en place plus qu’une science rudimentaire. La majeure partie de nos connaissances scientifiques d’aujourd’hui proviennent de l’Europe des quatre derniers siècles.

Quelles sont les caractéristiques d’une telle communauté?
1. Elle se concentre sur les problèmes liés aux phénomènes naturels
2. Ces problèmes touchent à des détails de la nature
3. Les solutions trouvées ne peuvent être personnelles, mais doivent être acceptées par l’ensemble des scientifiques
4. Une telle communauté est un groupe bien défini de professionnels, des scientifiques qui se considèrent comme des pairs
5. Une des règles non écrite est de ne jamais faire appel à des chefs d’états ou à la population en général. La communauté des professionnels est l’autorité suprême et le seul arbitre
Ainsi, une telle communauté devient l’instrument qui détermine le progrès, et c’est donc elle qui détermine la valeur d’une révolution.

Mais cette autorité n’est pas arbitraire. Les scientifiques renonceront difficilement au point de vue dominant, à moins que la nature elle-même vienne ébranler leur sécurité professionnelle. Et même là, ils ne s’ouvriront à un nouveau paradigme que si les deux conditions suivantes se trouvent réunies :
- Le nouveau paradigme doit pouvoir résoudre un problème majeur et largement reconnu, un problème qu’il est impossible de résoudre autrement
- Le nouveau paradigme doit pouvoir garder une bonne partie de la capacité de la science à résoudre des énigmes en utilisant les paradigmes précédents
Ainsi, on ne cherche pas la nouveauté pour la nouveauté. Car la communauté des scientifiques tient à s’assurer que la croissance des données qu’on recueille est continue, et qu’on les traite avec précision et en détail. De plus, elle est consciente qu’une révolution entraîne des pertes : d’anciens problèmes sont maintenant bannis, les champs d’intérêts se trouvent parfois réduits, la spécialisation s’accentue et diminue le nombre de canaux de communication avec d’autres groupes. Cependant, malgré ces pertes, la communauté scientifique offre la garantie virtuelle que la liste des problèmes que peut résoudre la science et la précision des réponses individuelles à ces problèmes connaîtra une croissance incessante.
Où mène ce progrès?

Certains pourraient penser que les changements de paradigme entraînent les scientifiques encore davantage plus près de la vérité. Mais le processus qu’on a décrit jusqu’ici concerne une évolution qui part d’un début primitif, un processus qui connait des étapes successives où la compréhension se précise et se raffine. Par contre, jamais on n’a affirmé que cette évolution mène quelque part. Ce point pourrait troubler ceux qui s’imaginent que la science s’approche constamment d’un but établi d’avance par la nature.

Pourquoi un tel but devrait-il exister? Quel rôle pourrait bien avoir la croyance qu'il existe quelque part une connaissance objective et vraie de la nature et que la mission du scientifique serait de se mettre à sa recherche? Si on pouvait remplacer l’évolution-vers-ce-qu’on-aimerait-connaître par l’évolution-à-partir-de-ce-qu’on-connaît, beaucoup de problèmes lancinants disparaîtraient. Quand Darwin publia pour la première fois en 1859 sa théorie sur l’évolution de la sélection naturelle, ce qui choqua les gens n’était pas la notion de changement d’espèce ou l’idée que l’homme descendrait du singe : pendant des décennies la notion d’évolution avait fait son chemin. Non, ce qui choqua les gens était l’idée que l’évolution n’avait aucun but établi soit par Dieu, soit par la nature. Jusque là, on avait cru que, lors de la création de la vie, Dieu avait en tête l’homme contemporain, ainsi que la flore et la faune d’aujourd’hui, chaque étape de développement dans l’évolution réalisant avec plus de précision le plan originel. Darwin abolissait cette sorte d’évolution téléologique.

Le processus qu’on a décrit jusqu’ici est celui d’une résorption des révolutions lors même que sévissent des conflits dans la communauté scientifique par la sélection de la méthode la plus adéquate pour faire de la science dans l’avenir. Il en ressort un ensemble d’instruments toujours plus adaptés qu’on appelle la connaissance scientifique moderne. Chaque étape de ce processus de développement est marquée par une articulation et une spécialisation croissante. Mais un tel processus n’a pas besoin d’un but, une forme de vérité scientifique préétablie et permanente, pour fonctionner.

Néanmoins, on pourrait se poser la question : à quoi doit ressembler la nature, y compris l’être humain, pour rendre possible la science? Pourquoi les diverses communautés scientifiques sont-elles en mesure d’obtenir un ferme consensus, ce qui semble inatteignable dans les autres champs d’étude? Pourquoi ce consensus perdure malgré tous les changements de paradigme? Et pourquoi ces changements produisent des instruments toujours plus parfaits que les précédents? Ces questions pointent vers le fait que la nature est connaissable. Ce livre n’a pas voulu soulever ces questions et n’entend pas y répondre. Celles-ci sont aussi vieilles que la science elle-même et demeurent sans réponse. Pour nous, il nous suffit de reconnaître comme acceptable toute conception de la nature qui rend possible la croissance de la science à l’aide de preuves ainsi que l'activité scientifique telle que nous l’avons observée, et par là rend possible la résolution d’une panoplie de problèmes qui demeurent encore.

Commentaires

Quand il fut publié en 1962, le livre de Kuhn suscita beaucoup de réactions. Même certaines recensions sympathiques notèrent parfois des ambigüités, comme celle de Margaret Masterman (The Nature of Paradigm, Criticism and the Growth of Knowledge. Cambridge : Cambridge University Press, 1970, 59-90) qui releva vingt-et-une significations différentes du mot paradigme dans l’œuvre de Kuhn. Ce dernier le reconnut et proposa de le définir comme une matrice disciplinaire : disciplinaire parce qu’il renvoie à l’acquis commun des praticiens d’une discipline donnée; une matrice parce qu’il est composé d’éléments ordonnés de différentes sortes, chacun nécessitant plus de précision.

Mais comme Kuhn bouleversait beaucoup d’idées reçues, il fut critiqué par ses collègues en histoire et en philosophie de la science. Notons quelques unes de ces critiques :

Ce que décrit Kuhn comme révolution scientifique se produirait plus souvent qu’il ne le pense, même pendant cette période qu’il appelle science normale
Sa présentation de l’incommensurabilité des paradigmes est trop radicale et ne rend pas compte du fait que des paradigmes qui s’affrontent peuvent être comparés et confrontés
Son affirmation que des scientifiques ayant des paradigmes différents voient des mondes différents serait gratuite, puisque qu’il est impossible d’avoir accès à l’univers perceptuel des personnes
Il y a de l’eurocentrisme chez Kuhn qui ignore l’apport des civilisations non occidentales
Le fait que le contenu de la science normale résulterait d'un consensus au sein de la communauté scientifique, et non de critères objectifs, ouvrirait la porte au relativisme
L'histoire des sciences naturelles, et plus encore des sciences sociales, montre que pendant de longues périodes plusieurs paradigmes concurrents ont pu cohabiter de façon conflictuelle sans que l'un d'eux s'impose.
Kuhn aurait une vue élitiste de la communauté scientifique en ciblant ceux qui ont fait une contribution majeure, et ignorant tous les autres
Il ignore l’apport des théories du passé et des développements historiques pour expliquer l’état actuel de la science
Il présente la science comme un sentier sinueux sans direction définie ni but

Considérons maintenant la critique de Christopher Krall s.j. et les réponses qu’apporte Lonergan selon lui dans ce domaine.

Après avoir résumé les idées de Kuhn, Krall mentionne que Lonergan y a puisé le fait de l’importance fondamentale de la communauté scientifique, i.e. la notion sociologique de la science qui ne se trouve pas dans les livres ou les périodiques, ni même dans l’esprit de telle ou telle personne, mais dans celui d’un groupe de personnes à la fine pointe de la recherche scientifique qui passent progressivement de la tension et de l’opposition d’un désaccord à un consensus qui rallie tout le monde.

Néanmoins, Krall repère des faiblesses dans la pensée de Kuhn.

Sa présentation des paradigmes, de la science normale et des révolutions n’explique pas vraiment comment la science progresse. Pour Kuhn, chaque révolution entraîne la déconstruction complète de la matrice d’idées passée et la construction d’une théorie radicalement nouvelle. Le nouveau paradigme est tellement différent qu’il est incommensurable avec le précédent et le langage ne peut plus être le même. Le passé est devenu obsolète.
Kuhn braque les projecteurs sur Galilée, Copernic, Newton, Lavoisier et Einstein qui ont eu le courage de questionner le statu quo et furent la bougie d’allumage de grandes révolutions scientifique. Ce faisant, il laisse dans l’ombre d’innombrables scientifiques qui ont travaillé avant, en même temps ou après eux, et qu’il restreint à résoudre des énigmes dans le cadre de la science normale. Il échoue, par exemple, à rendre compte du rôle très important des observations de Johannes Kepler dans la théorie de Newton, même si ses théories se sont avérées fausses.
Kuhn a une vision idéaliste et quelque peu étriquée de tous les facteurs qui interviennent dans la recherche et le développement scientifique. Par exemple, le premier scientifique qu’il mentionne est Copernic dont les idées radicales ont transformé la façon dont les gens voyaient la structure de l’univers. Mais il esquive totalement les attaques de l’Église qui ont influencé ce qu’il pouvait dire, tout comme il ignore les instruments et les fonds dont il pouvait disposer. Et il aurait fallu inclure l’impact sur les générations subséquentes. Sa notion que la science se développe sans influence externe est extrêmement naïve et étroite d’esprit.
L’idée que le progrès scientifique se déroule sans avoir en tête de but a des conséquences sérieuses. Il ne s’agit pas de vouloir que la race humaine ait une grande vision de ce qu’est une connaissance parfaite et complète de l’ensemble de l’univers, mais plutôt de reconnaître que les disciplines scientifiques ont besoin d’objectif à poursuivre. Le fait même que la recherche scientifique, aujourd’hui, ait besoin de trouver des fonds pour continuer, implique que les donateurs fixeront un certain nombre d’objectifs. En général, la communauté scientifique a des buts à court et à long terme. Autrement, il y aurait très peu de progrès.

Krall reconnaît toutefois une certaine parenté entre certaines notions de Kuhn et celles de Lonergan.

La notion de paradigme, un ensemble partagé de points de vue, modèles, théories et pratiques, et celle de domaines différenciés de la signification chez Lonergan qui comprend aussi des modèles et des points de vue partagés. Tous deux ne sont pas une description de la réalité, mais une construction mentale qui donne une structure pour décrire la réalité.
De même, il y a une parenté entre la notion de révolution scientifique et celle de point de vue supérieur chez Lonergan, un saut dans la compréhension qui donne une perspective nouvelle dans la signification de la race humaine, si bien que des secteurs de la science qui semblaient isolés, des termes, des théories et des modèles qui semblaient différents se voient tout d’un coup articulés.
Enfin, le rôle que Kuhn attribue à la communauté scientifique qui partage un paradigme commun et soutient la révolution scientifique, Lonergan l’attribue à la cosmopolis qui soutient et promeut les points de vue supérieurs. Pour lui, cette communauté idéale est guidée par l’amour vrai de la sagesse et le désir pur et désintéressé de connaître.

Mais Krall entend démontrer que Lonergan a évité les erreurs de Kuhn.

Les points de vue supérieurs successifs ne constituent pas comme chez Kuhn une cassure face aux théories passées, mais une reformulation des théories passées, une adaptation des modèles primitifs, une fusion de points de vue inférieurs qui donnent une vision unifiée. Le passage de l’arithmétique à l’algèbre donne un exemple simple. La mise en place d’opérations plus efficaces n’implique pas l’oubli des anciennes règles auxquelles on peut vouloir retourner pour mieux comprendre leur fonctionnement.
Alors qu’il y a une forme d’élitisme chez Kuhn dans sa façon de regarder les scientifiques, pour Lonergan l’avancement des connaissances est une entreprise humaine où chacun a un rôle vital à jouer pour contribuer un point de vue universel total de toutes choses.
Quant à tous les facteurs qui interviennent dans le développement scientifique et dont Kuhn ignore une bonne partie, ils obtiennent une place chez Lonergan : ce dernier a écrit sur le sens commun de la vie quotidienne, la théorie et la science, les sentiments et les dispositions intérieures, la place de la foi et du sacré, de la beauté et de l’art. Il a donc couvert tout le spectre de ce qui peut influencer une personne, même s’il admet qu’il y a des détails qui n’interviennent pas dans l’insight, ce qu’il appelle le résidu empirique.
Du début à la fin de son livre Insight, Lonergan répète constamment que la quête humaine est marquée par le désir de connaître tout sur tout. Mais alors que pour Kuhn des développements significatifs se produisent seulement quand des problèmes apparaissent et qu’une crise force à se tourner vers un point de vue radicalement différent, chez Lonergan tout part du désir fondamental chez l’homme de tout connaître, ce qui l’amène à faire l’expérience selon le sens commun et selon la manière abstraite et complexe de la théorie. Pour Kuhn, le processus auto-correcteur du changement de paradigme joue un rôle fondamental dans le développement des connaissances, chez Lonergan c’est le rôle de l’acte intentionnel, critique et réfléchi du jugement.

En guise de conclusions, j’aimerais faire quelques remarques autour de l’idée que beaucoup de critiques à l’adresse de Kuhn m’apparaissent trop sévères.

La structure des révolutions scientifiques n’est pas un traité de philosophie, et il y a donc quelque chose d’injuste dans le fait de critiquer Kuhn sur le plan philosophique. Ce dernier se présente comme un historien des sciences et se restreint au niveau phénoménologique, laissant aux philosophes et aux épistémologues le soin d’aller plus loin.
Le propos de Kuhn est d’éliminer cette vision d’un développement linéaire en science, pour démontrer que les développements majeurs se font par saut. C’est en quelque sorte un pattern qu’il veut mettre en relief. Il est donc normal que sa présentation ait quelque chose de schématique, mettant en vedette les étoiles du monde scientifique. Il ne faut donc pas s’attendre à une présentation exhaustive du développement scientifique avec tous les facteurs qui ont joué.
Kuhn ne nie pas la place de l’histoire. Il serait mal placé pour le faire, parce qu’il est lui-même historien et que son œuvre touche au développement historique. Il constate simplement que, contrairement au monde des arts, de la philosophie et des sciences sociales, les connaissances historiques ne jouent pas de rôle essentiel pour permettre au scientifique d’exercer son métier. Et en filigrane, on sent chez Kuhn un reproche adressé aux auteurs de manuel d’inclure si peu d’information historique, ce qui prive le scientifique d’une certaine perspective sur le paradigme dominant.
À mon avis, Kuhn n’aurait aucun problème à reconnaître le désir fondamental de l’être humain de tout connaître, et que ce désir ne s’apaisera que lorsqu’il connaîtra tout sur tout. Quand il rejette l’idée d’un but à la science, il rejette avant tout l’idée qu’existeraient quelque part des connaissances complètes et préétablies de la nature qu’il s’agirait d’aller chercher : il n’y a pas de saint Graal dans la quête duquel on serait engagé. N’oublions pas que ce but de vouloir tout connaître sur tout est une notion euristique, et le scientifique ne sait pas ce qu’il trouvera. Voilà pourquoi il y a quelque chose de chaotique dans le développement scientifique. Kuhn a le mérite de nous avoir présenté l’activité scientifique dans la réalité de l’histoire où c’est le fait d’avoir cogné un mur qui détermine l’étape suivante.

S’il y a un point de Kuhn sur lequel une analyse plus poussée devrait être entreprise en utilisant l’apport de Lonergan, c’est celui de l’incommensurabilité des paradigmes qui s’affrontent et sa notion de conversion. Cette notion de conversion est différente de celle de conversion intellectuelle qu’on trouve chez Lonergan où on prend position sur ce qu’est la réalité. Mais le fait qu’un paradigme nouveau rencontre une telle résistance, donne lieu à un dialogue de sourd et ne puisse triompher simplement par des arguments logiques mériterait une étude approfondie avec les outils offerts par Lonergan.

Novembre 2014