C’est quoi une théorie scientifique ?

Salut les Inphinautes,

Dans cet article, nous allons faire un détour par l’épistémologie, cette branche de la philosophie qui dissèque la notion même de connaissance et qui étudie la méthode scientifique pour garantir autant que faire se peut, d’un point de vue extérieur, son objectivité.

Dans le langage courant, le mot théorie est souvent utilisé comme synonyme de supposition ou plutôt d’hypothèse. Pourtant, dans un cadre scientifique, ces deux mots ont un sens bien précis, et il est important de bien les distinguer. Une hypothèse est certes nécessaire à l’élaboration d’une théorie, mais celle-ci dépasse de très loin la simple supposition ou l’opinion du scientifique.

Observation et questionnement

Avant de faire une quelconque hypothèse, le scientifique commence par observer et questionner le monde. Il voit des phénomènes, des schémas, des régularités qui ne demandent qu’à être décryptés. C’est le point de départ de toute démarche scientifique. Mais cette observation se fait selon des règles et des méthodes, que ce soit à l’œil nu, ou via des appareils de mesure.

Des ces observations découlent naturellement des questions. Qu’est-ce qui se passe ? Quel mécanisme sous-jacent est à l’œuvre ici ? Pourquoi ? La question doit être très claire car c’est elle qui va orienter la recherche à venir.

Hypothèse

C’est alors qu’on va poser l’hypothèse, c’est à dire, une idée de réponse provisoire. Cette hypothèse doit être testable. Il faut donc qu’elle fasse des prédictions vérifiables. Ce n’est pas une simple supposition. Un scientifique ne peut pas sortir cette hypothèse d’un chapeau magique, elle doit s’appuyer sur ce qu’on sait déjà, être cohérente avec le modèle en place, et nous mener vers ce que l’on cherche à savoir ou à comprendre.

Modélisation et prédictions

La modélisation est un pas important dans l’élaboration d’une théorie. Il s’agit de construire un cadre formalisé mathématiquement ou conceptuellement, cohérent avec les observations et avec ce qu’on sait déjà. Le modèle va alors permettre au mieux d’expliquer, voir de décrire précisément le phénomène étudié, ou au moins de donner des prédictions qui seront testées par la suite.

Ces prédictions doivent pouvoir aller au-delà de ce qu’on connait déjà. Plus la théorie va faire de prédictions et plus celles-ci seront vérifiées, plus elle gagnera en crédibilité. Ce sont ces prédictions qui vont permet de lier la théorie abstraite au monde réel et concret.

Expérience et analyse

Une fois le modèle établi, il faut le tester. On confronte la théorie à l’épreuve des faits. Ces expériences se font avec un contrôle rigoureux des variables, afin de garantir la reproductibilité des résultats. On standardise les protocoles expérimentaux de façon à ce que d’autres chercheurs puissent eux aussi vérifier ces résultats de manière indépendante.

On analyse ensuite rigoureusement les résultats, de façon a distinguer les données significatives du simple « bruit » aléatoire. C’est alors qu’on peut interpréter ces résultats en tenant compte des marges d’erreur ou de différents biais liés à la méthode.

Conclusion et/ou révision

A ce stade, on peut alors voir si ces résultats soutiennent ou, au contraire, réfutent la théorie. Mais attention, une confirmation n’est jamais définitive. Une théorie peut toujours être réfutée par de nouvelles données, de nouvelles expériences, de meilleurs modèles… La science avance par paliers. D’après Thomas Kuhn, la science connait des périodes dites normales qui peuvent être bousculées par des révolutions qui changement le paradigme, ou pour le dire plus simplement, le cadre théorique global.

« Une théorie qui n’est réfutable par aucun événement qui se puisse concevoir est dépourvue de caractère scientifique. »

Karl Popper

Évaluation par les pairs

Une théorie nait quand elle est partagée avec la communauté scientifique. Les travaux précédents sont alors publiés dans des revues à commité de lecture. D’autres experts vont alors se pencher sur le sujet, poursuivre les expériences, améliorer le cadre ou même proposer des alternatives théoriques. Cette évaluation est cruciale, car elle permet de filtrer les biais ou les erreurs qui peuvent subsister.

Si la théorie accumule suffisamment de tests et si elle résiste aux tentatives de réfutations – centrales dans la méthode scientifique – elle devient un cadre explicatif admis. Mais le formalisme mathématique ou conceptuel peut se préciser avec le temps, au fil des découvertes et des manipulations. Une théorie n’est pas un bloc statique, mais un modèle dynamique appelé à évoluer, à être complété en periode de science normale, voir même à être remplacé à l’occasion d’une révolution.

Décider de rejeter un paradigme est toujours simultanément décider d’en accepter un autre, et le jugement qui aboutit à cette décision implique une comparaison des deux paradigmes par rapport à la nature et aussi de l’un par rapport à l’autre. »

Thomas Kuhn

Consensus Scientifique

Une théorie scientifique est donc bien plus qu’une simple spéculation abstraite griffonnée sur un coin de tableau. C’est une construction rigoureuse et une modélisation cohérente qui découle d’observations, d’hypothèses testables, d’expériences, d’analyses et de révisions. Il existe de nombreuses théories. Toutes n’ont pas le même statut car toutes n’en sont pas au même stade de développement. Ce n’est qu’après être passés par des années de mises à l’épreuve qu’elles deviennent des consensus scientifique fragiles, prêtes à être revue si des éléments nouveau venait à émerger !

La méthode scientifique, avec ses multiples étapes de vérification, constitue le processus le plus fiable que les scientifiques aient développé pour comprendre le monde et distinguer la connaissance de la croyance.