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La Demarche Scientifique | Galilée | Science\nEnregistrerEnregistrer La Demarche Scientifique pour plus tard\nLes génies de la science Galilée\nentrevue pour etudes sociales\n2017 Rapport TIPE\nPrincipia » Imprimer » Les Programmes de Recherche de Lakatos\nLa dmarche scientifique : invariants et spcificits disciplinaires\n- une approche pistmologique -\nLes sciences dites dures (mathmatiques, physique, chimie, sciences de la vie, de la terre ou de lunivers) jouissent dun statut privilgi dans nos socits occidentales. Elles produisent des connaissances auxquelles on accorde une valeur particulire. Do vient cette particularit ? En quoi ces connaissances sont-elles diffrentes des autres connaissances issues de lactivit humaine (sciences humaines, religions, cuisine,)? Comment sont-elles labores ? Daucuns pensent que la science est caractrise par la mise en uvre dune dmarche particulire, la dmarche scientifique . Selon limage populaire, une telle dmarche aurait pour but de dcouvrir, de comprendre et dexpliquer le monde tel quil est. Elle serait constitue dtapes bien dtermines, respectes de manire rigoureuse. Elle consisterait en lexercice dune raison pure, la confrontation avec des expriences et des observations neutres, qui conduiraient llaboration de thories en stricte correspondance avec la ralit. Ainsi, les connaissances objectives qui en manent sajouteraient progressivement de manire tendre asymptotiquement vers la vrit, i.e. une description du monde tel quil est (mme si lhistoire nous a montr que la science avance parfois par ttonnement, les erreurs seraient limines au fur et mesure, de telle manire que les connaissances conserves au bout du compte rpondraient ce schma). Notre objectif est ici est de questionner cette vision spontane de la dmarche scientifique (particulirement les termes en italique), en la confrontant lclairage critique quy apportent les pistmologues. Nous nous attacherons dgager, au fur et mesure, les points communs et les divergences concernant les processus dlaboration des connaissances dans les diffrentes disciplines.\nEncart 1 Quest-ce que lpistmologie ? Le terme epistemology apparat pour la premire fois en 1854. Il est compos de racines grecques qui signifient ensemble discours rationnel (logos) sur le savoir (pistm) . Il est introduit en franais en 1901 comme un quivalent de philosophie des sciences . Aujourdhui, pistmologie et philosophie des sciences sont distingues. La premire correspond la science qui tudie comment fonctionne la science. Elle consiste donc en lanalyse rigoureuse des discours scientifiques et de leurs modalits de production. Contrairement ce qui est appel philosophie des sciences , lpistmologie exclue le plus Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 1 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nsouvent une rflexion sur le sens des concepts (elle se concentre sur leur rle). Elle tente de rpondre aux questions suivantes : Do viennent les savoirs scientifiques? Quont-ils de particulier par rapport aux autres savoirs ? Comment sont-ils valids ? Quelle est leur porte explicative ?\nI La dmarche scientifique dans lhistoire humaine\nAfin de comprendre comment sest constitue une dmarche particulire aux sciences, il nous faut envisager comment, historiquement, une telle dmarche sest individualise. Ainsi nous vous invitons replonger dans le pass, imaginer ce qui sest mis en place dans des socits qui taient bien diffrentes de celle qui est la ntre aujourdhui.\nA] A lorigine de la dmarche scientifique : lamour de la raison La naissance de lactivit scientifique est situe en Grce, au VIme sicle avant notre re. Les mathmatiques sont en fait nes bien avant, avec les changes commerciaux et les ncessits concidentes de dnombrer des objets et de calculer des surfaces cultivables1. Elles taient alors des outils permettant de rsoudre des problmes pragmatiques. On utilisait par exemple des approximatifs pour calculer laire des cercles. Ce sont les grecs qui ont pos les premiers fondements solides des mathmatiques, qui en ont fait une vritable discipline thorique, avec des noncs gnraux plutt que relatifs tel ou tel cas particulier, et qui leur ont imprim un style viable aujourdhui encore. Cette nouvelle dmarche aurait t mise en place grce la nouvelle socit de citoyens relativement libres et souverains : elle a donn une place privilgie la discussion et au dbat public, favorisant ainsi le dveloppement de la pense abstraite et argumente la philosophie , et des considrations mathmatiques fondes sur des raisonnements rigoureux, donc persuasifs. Ainsi, les historiens considrent que cest dans cette socit que sont nes les vritables dmonstrations mathmatiques. Cest Pythagore (570-480) que lon doit les termes philosophia amour de la sagesse et mathma (mathmatique) ce qui est appris . Cest lui et son cole qui auraient dtach les mathmatiques des proccupations utilitaires. Leur devise, tout est nombre , signifie que les nombres entiers sont lessence du monde et de sa connaissance. Ainsi, ils associent chaque nombre entier un principe mtaphysique qui lui qui confre une signification mystique. Avec son prdcesseur et matre suppos Thals (625-547), ils sont les premiers connus tenir un discours rationnel sur la nature. C'est--dire quils cherchent expliquer les phnomnes naturels par des causes naturelles (et non par laction des Dieux). Par exemple, selon Thals, un seul principe actif leau peut expliquer les mouvements et transformations que le monde subit. Tandis que pour son disciple Anaximne (585-525), il sagit de lair. Ils procdent par confrontation darguments. Leur but est dlaborer une\ncalcul vient du latin calculus, caillou ; l'origine, les bergers avaient un pot l'entre de la bergerie o ils jetaient autant de cailloux que de moutons qui sortaient afin de vrifier leur nombre au moment de les rentrer.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 2 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nconnaissance vraie. Cette attitude est appele rationalisme : la connaissance viendrait de lexercice de la raison. Contrairement aux Pythagoriciens, Platon (428-348) pense que le monde en soi nest pas connaissable ; il est idaliste. Cest--dire que la connaissance ne porterait pas sur le monde rel, mais sur un monde idal, o les objets sont parfaits le monde des Ides. Par exemple, la connaissance qui consiste penser le cercle et les proprits mathmatiques qui en dcoulent ne concerne pas ce qui se passe dans le rel o aucun cercle i.e. une infinit dentits unidimensionnelles, les points, parfaitement quidistantes dun centre nexiste. Aristote (384-322), lve de Platon, soppose lidalisme de son matre ; il est raliste. En effet, pour lui, le monde den bas est connaissable, il a une logique propre qui est accessible notre raison. Ainsi, cest le premier qui propose lide dune physique (phusik), quil nomme galement philosophie seconde (la philosophie premire correspondant la mtaphysique). Selon lui, la vrit ne peut venir que de largumentation logique et de lobservation du monde. Ainsi, la facult suprme de lhomme, la raison (nous), nous permet la contemplation (theoria) du monde tel quil est. Aristote appelle pistm la nature de la connaissance, quil croit venir de la logique, modalit de raisonnement qui du gnral au particulier, de labstrait au concret. Cest la dmarche scientifique quil prne. Il a analys les conditions dtablissement dune preuve par largumentation dductive. La dmarche dductive va du gnral au particulier : en partant de principes gnraux, on fait des dductions sur les cas particuliers (elle soppose la dmarche inductive, qui consiste dgager des principes gnraux partir de ltude de cas particuliers). Ainsi Aristote labore une mtaphysique, selon laquelle la varit et les transformations des objets rels la combinaison de quatre lments : terre, air, feu, eau. Le monde cleste est de plus rgit par une substance plus noble : laithr. Les proportions des quatre ou cinq lments dterminent les qualits des objets selon une srie dchelles, du chaud au froid, du sec lhumide, du haut au bas, etc. Il propose donc un systme thorique plus vaste et plus riche que ceux de ses prdcesseurs. Ainsi, pratiquant lobservation, recherchant les causes et classant les phnomnes, il se lance dans lentreprise de mettre jour lordre inhrent la nature. Son principe de classification a t repris ; il dissquait les tres vivants et les classait selon deux critres : la morphologie et la fcondit intraspcifique. Conclusions : De cette bauche de la naissance de la science, tirons quelques conclusions : La naissance de la science a t permise dans un contexte sociopolitique particulier, la dmocratie. Nous verrons que les dmarches scientifiques sont toujours en interaction avec les volutions du reste de la socit. La naissance dune mthode scientifique dpend de choix humains qui dfinissent les rgles de dmonstration (dduction vs induction par exemple), les questionnements lgitimes, ainsi que les bases mtaphysiques sur lesquelles repose tout le reste. A lorigine, les mathmatiques, la philosophie, lastronomie (que nous navons pas voque mais qui est galement dveloppe par les Grecs anciens), puis la physique avec Aristote, participaient toutes dune mme activit : penser le monde. Au milieu du changement constant des choses et des tres, la pense peut-elle saisir quelque\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 3 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nchose de stable ? Cette activit entranait ncessairement une rflexion (et des divergences) sur lobjet (rel ou idal) sur lequel porte la connaissance. Chez les grecs, un rle primordial est accord la raison, laquelle Aristote tente de dassigner des rgles intangibles. Cependant, largumentation, donc le langage et la persuasion des autres scientifiques sont essentiels dans la progression scientifique. Dans le mme ordre dides, la dfinition de la dmarche scientifique comprend la dsignation dobjets lgitimes dtudes (ex : la physique aristotlicienne) et linvention de termes (i.e. lenrichissement du langage) pour les dsigner. Enfin, la tentative dtablissement dune dmarche scientifique est indissociable du projet humain qui la sous-tend : gnraliser les explications, abstraire dune diversit apparente une unit de fonctionnement sous-jacente.\nOn doit Aristote des contributions majeures, qui, aujourdhui encore, sont prgnantes. Des sicles aprs lui, Thomas-dAquin (1225-1274) entreprend de transfrer au christianisme la science aristotlicienne en larrangeant pour la concilier aux thses de lglise. Il introduit donc une physique finaliste et une cosmologie gocentriste. Il russit une synthse entre la vrit rvle et la science aristotlicienne, rendant ltude de la nature une lgitimit nouvelle. Cette synthse la scolastique2 devient in fine la position officielle de lglise. La logique formelle ou aristotlicienne a t conserve jusqu la fin du Moyen Age. Elle perdure en mathmatiques o elle a quand mme ses limites (e.g. les propositions indcidables3). Elle devient coupe de la ralit. On va la critiquer lpoque avec un syllogisme devenu clbre : Un cheval bon march est rare. Or tout ce qui est rare est cher. Donc un cheval bon march est cher.\nB] La naissance de la dmarche exprimentale et des sciences modernes : de lamour de la raison la primaut de lexprience Puis, avec la Renaissance, un lan de retour la nature embrasse la socit (dans lart comme dans la science). On comprend alors que la raison na de valeur scientifique que si elle est confronte lexprience, et cest Galile, pour asseoir cette nouveaut dans la dmarche scientifique, qui va en faire les frais. a) La naissance de la science moderne Galileo Galilei (1564-1642), dit Galile, est mathmaticien et physicien. Il arrive dans un monde o la scolastique est de rigueur et linquisition une autorit juridique toute puissante. Depuis plusieurs sicles, la scolastique impose une vision du monde qui conforte nos sens (et notre morale) : comme on le voit tous les jours, le soleil tourne autour de la terre il se couche le soir et les toiles sont fixes dans le ciel, accroches au dme\nLa scolastique est d'une part une mthode fonde sur l'tude et le commentaire des textes religieux et profanes fondamentaux et autoriss et, d'autre part, une philosophie dveloppe et enseigne dans les universits du Moyen ge visant rconcilier la philosophie antique, et en particulier l'enseignement d'Aristote, avec la thologie chrtienne. 3 Un rsultat d'impossibilit mathmatique est celui de l'indcidabilit obtenu par Kurt Gdel en 1930. Ce logicien autrichien a dmontr que si l'on se donne un ensemble d'axiomes permettant de dvelopper l'arithmtique des entiers, alors il existe des proprits vraies des nombres qui sont indcidables, c'est--dire des proprits vraies mais impossibles prouver en utilisant l'ensemble initial d'axiomes.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 4 La dmarche scientifique - fvrier 2007\ncleste. Nicolas Copernic (1473-1543), scientifique polonais, auteur de la thorie hliocentrique est alors mort. Il publia sa thorie le jour de sa mort afin dviter les reprsailles de lglise et en la prsentant comme une hypothse accommodante pour ses calculs, pas comme une assertion vritable (il se prsentait donc comme un idaliste). Galile tudie la cyclode et formule les lois de la chute des corps, montrant que la trajectoire dun projectile est une parabole. Il ralise lun des premiers microscopes et effectue les premires observations du ciel la lunette. Il soumet ses hypothses au verdict de lexprience et les choisit selon leur capacit prdire (et non pas selon vidence). Il introduit notamment la notion de pesanteur (=acclration constante) et le concept de vitesse instantane pour expliquer la chute des corps pesants. Son originalit est de substituer au fatras de considrations qualitatives de ses prdcesseurs des concepts clairs, univoques position, inertie, vitesse instantane, acclration , puis de confronter les rsultats au raisonnement, explicit sous forme mathmatique, des donnes exprimentales bien dfinies, et non des prtendues vidences logiques. Galile est considr comme linventeur des sciences modernes, car i) il a appliqu les mathmatiques des problmes physiques ( la philosophie est crite dans ce livre immense () lunivers (). Ce livre est crit dans la langue mathmatique G.G.), il considrait que ii) le rle de la technique est dapporter des preuves rfutant ou confirmant des thories, et que iii) le rle de la thorie nest pas seulement dexpliquer, mais galement de fournir des preuves et de prvoir. Encart - Galile contre la thorie aristotlicienne : une lutte historique contre un obstacle pistmologique4. En 1600, le philosophe et thologien italien Giordano Bruno (1548-1600) est brl vif aprs huit annes de procs par linquisition. Il stait bas sur les travaux de Nicolas Copernic et Nicolas de Cuse pour montrer, dun point de vue philosophique, la pertinence d'un Univers infini, peupl d'une quantit innombrable de mondes identiques au ntre. En 1604, Galile dbute son observation d'une nova grce la performante lunette astronomique quil a mise au point. Bien que l'apparition d'une nouvelle toile, et sa disparition soudaine, entre en totale contradiction avec la thorie tablie de l'inaltrabilit des cieux, Galile reste encore aristotlicien en public, mais il est dj fermement copernicien en priv. Il attend la preuve irrfutable sur laquelle s'appuyer pour dnoncer l'aristotlisme. Pendant l'automne 1609, Galile continue dvelopper sa lunette. En novembre, il fabrique un instrument qui grandit une vingtaine de fois. Il prend le temps de tourner sa lunette vers le ciel. Trs vite, en observant les phases de la Lune, il dcouvre que cet astre n'est pas parfait comme le voulait la thorie aristotlicienne. La physique aristotlicienne, qui faisait autorit l'poque, distinguait deux mondes :\nUn obstacle pistmologique est une connaissance, une reprsentation mentale, qui fait obstacle une autre connaissance. Ici le gocentrisme fait obstacle lhliocentrisme. Si on envisage les connaissances contradictoires comme tant en comptition dans un cerveau, la connaissance premire est, au dbut, toujours plus comptitive que la nouvelle : elle occupe dj le terrain et elle a dj fait ses preuves comme ayant une certaine oprationnalit. Ainsi, changer de reprsentation, surmonter un obstacle pistmologique, ncessite une remise en cause de croyances, doutils intellectuels dont on sest dj servi de nombreuses reprises par le pass. Cela consiste donc en une dstabilisation, qui nest, en gnral, ni agrable ni rassurante.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 5 La dmarche scientifique - fvrier 2007\n- le monde sublunaire , comprenant la Terre et tout ce qui se trouve entre la Terre et la Lune ; dans ce monde tout est imparfait et changeant ; - le monde supralunaire , qui part de la Lune et s'tend au-del. Dans cette zone, il n'existait plus que des formes gomtriques parfaites (des sphres) et des mouvements rguliers immuables (circulaires). Le 7 janvier 1610, Galile fait une dcouverte capitale : il remarque 3 petites toiles dans la priphrie de Jupiter. Aprs quelques nuits d'observation, il dcouvre qu'elles sont quatre et tournent autour de la plante. Ce sont les satellites de Jupiter, qu'il nomme Callisto, Europe, Ganymde et Io, (aujourd'hui baptiss lunes galilennes ). Pour lui, Jupiter et ses satellites sont un modle du systme solaire. Grce eux, il pense pouvoir dmontrer que les orbes de cristal dAristote n'existent pas et que tous les corps clestes ne tournent pas autour de la Terre. C'est un coup trs rude port aux aristotliciens. Il corrige aussi certains coperniciens qui prtendent que tous les corps clestes tournent autour du Soleil. Le cardinal Bellarmin, qui a fait brler Giordano Bruno, ordonne qu'une enqute discrte soit mene sur Galile par l'Inquisition ds juin 1611. En effet, lhliocentrisme soppose notamment deux passages de la bible : - le psaume 93 (92) Tu as fix la terre ferme et immobile. - Josu 10, 12-14 dans lequel Josu arrte la course du Soleil et de la lune. Le pape Urbain VIII, qui protge Galile, lui demande un livre o les deux systmes, ptolmens5 et coperniciens, seraient confronts et prsents sur un pied dgalit. Le 21 fvrier 1632, Galile fait paratre Florence son Dialogue sur les deux grands systmes du monde (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo), o il raille implicitement le gocentrisme de Ptolme. Le Dialogue est la fois une rvolution et un vrai scandale. Le livre est en effet ouvertement pro-copernicien, bafouant hardiment l'interdit de 1616 (qui ne sera lev qu'en 1757). Le pape lui-mme se range vite l'avis des adversaires de Galile : il lui avait demand une prsentation objective des deux thories, pas un plaidoyer pour Copernic. Galile est donc nouveau convoqu par le Saint-Office, le 1er octobre 1632. Malade, il ne peut se rendre Rome qu'en fvrier 1633. Les interrogatoires se poursuivent jusqu'au 21 juin o la menace de torture est voque sur ordre du pape ; Galile cde. Le 22 juin 1633, au couvent dominicain de Santa-Maria, la sentence est rendue : Galile est condamn la prison vie (peine immdiatement commue en rsidence vie par Urbain VIII) et l'ouvrage est interdit. Il prononce galement la formule d'abjuration que le Saint-Office avait prpare.\nb) Essor et diffrentiation des sciences Les changements conscutifs aux travaux de Galile et intervenant au 17me sicle sont appels La rvolution scientifique . Cette rvolution est caractrise par le dveloppement\nPtolme (90-168), scientifique grec, est lauteur dun trait dastronomie connu sous le nom de lAlmageste. Dans ce travail, il a propos un modle gocentrique du systme solaire, qui fut accept comme modle dans les mondes occidentaux et arabes pendant plus de mille trois cent ans.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 6 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nde la dmarche exprimentale, la mathmatisation de lastronomie et de la physique, et lpanouissement des mathmatiques. Elle annonce une transformation des modes de travail des scientifiques (notamment concernant la divulgation des travaux). A partir de la deuxime moiti du 17me sicle, les premires acadmies et socits scientifiques sont cres (e.g. la Royal Society de Londres en 1660 et lAcadmie des sciences franaises en 1666). En prcisant leur dmarche et en dlimitant les objets dtude auxquels une dmarche donne sapplique, les scientifiques vont se spcialiser de plus en plus dans ltude de domaines particuliers du monde. Ainsi vont natre : La physique au 17me avec Galile La chimie au 18me avec Lavoisier La biologie au 19me Conclusions : La science moderne et sa nouvelle mthode se sont cres avec Galile, en opposition avec le sens commun. Ainsi, un aspect important et nouveau de la dmarche scientifique est quelle propose des nouvelles valeurs de rfrence : ce ne sont plus la cohrence des thories avec limmdiatet de nos sens, ni la cohrence interne aux thories, mais une cohrence entre thorie, observations, et prdictions, valide par les applications mathmatiques, qui est prne. Nous assistons un lan caractristique du projet sous-tendant la dmarche scientifique : se dtacher de la subjectivit humaine pour aspirer une objectivit, cest--dire lnonciation de discours qui auraient une valeur indpendamment de notre condition humaine et pourraient reprsenter des proprits intrinsques aux objets la ralit telle quelle est (Galile tait raliste). Nous reviendrons sur cette notion dobjectivit. Veuillez noter pour linstant la contradiction entre les deux prcdents termes en italique. Une autre nouveaut instaure par Galile et qui signe lavnement de la dmarche exprimentale est la cration dinstruments au service de la thorie, permettant de confirmer ou dinfirmer des prdictions que cette thorie permet. Ainsi, ce qui apparat central dans la dmarche scientifique nest plus la raison seule, mais la relation entre ses produits (les thories) et lobservation du monde (issue de lexprimentation). Encore une fois, la dfinition dune dmarche scientifique dpend de choix humains dfinissant les rgles selon lesquelles doit se faire la science. Ces choix sont affaire de conviction, et nous dvelopperons plus tard lide que la Nature ne peut pas sy placer en arbitre ; il sagit dadhsion des croyances. Confrez la note de bas de page sur lobstacle pistmologique : il parat au fond normal de considrer comme hrtique quelquun qui prtend que le soleil est fixe et que cest la terre qui tourne autour, alors que notre exprience quotidienne nous dmontre tous les jours le contraire. Encore une fois, la prcision dune dmarche scientifique saccompagne dune cration du langage et de linvention dobjets dtudes abstraits, des outils intellectuels, les concepts (e.g. le concept de vitesse instantane). Ces objets ne sont pas donns par la nature, mais invents pour rpondre des besoins (ici de mathmatisation notamment). Encore une fois la dmarche est permise par un contexte socioculturel particulier, ici le retour la nature caractristique de la renaissance. Enfin, la naissance de cette nouvelle mthode individualise les mathmatiques, qui deviennent outils pour dautres champs de la science. Les sciences exprimentales diffrent des mathmatiques par la nature fondamentalement diffrente de leurs objets dtude. Les premires les dfinissent et les dcoupent dans le monde tel quil est peru. Les secondes tudient des objets entirement crs par lHomme.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 7 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nII Penser la dmarche pistmologique\nNous avons esquiss la faon dont la dmarche scientifique est ne et propos des interprtations concernant ses caractristiques. Nous allons prsent prsenter comment quelques grandes figures, philosophes, scientifiques ou pistmologues, ont pens cette dmarche. On peut en distinguer deux types, en fonction de la question laquelle ils cherchaient rpondre, qui sont apparus chronologiquement. En effet, pour analyser la science, on peut se demander : - Comment la science devrait-elle fonctionner ? La rponse cette question appartient la philosophie normative6, qui dfinit les normes que devrait adopter la dmarche scientifique. - Comment la science fonctionne-t-elle effectivement ? La rponse cette question appartient la philosophie descriptive, qui tente de dcrire la dmarche scientifique telle quelle est.\nA] Des philosophies normatives pour penser la dmarche scientifique Comme voqu prcdemment, la dtermination de Galile et son combat contre la scolastique ont boulevers la socit de lpoque. Ainsi, certains sen inspirent pour repenser la manire dont il faut faire de la science. Francis Bacon (1561-1621), homme dEtat et philosophe anglais, signe la naissance de lempirisme, quil propose comme rgle premire de la recherche. Cest--dire quil ne faudrait pas trop sloigner des expriences et des observations, en btissant des thories trs prudemment et en tant toujours prt les remettre en question. Il est raliste ( veracitas naturae ) et pense donc que pour rvler cette vrit cache dans la nature, il ne faut pas faire de thories trop prmatures, en effectuant un va-et-vient constant entre observation/exprience et thorie. Il est connu pour tre le philosophe qui a rompu avec la scolastique. Il sinsurge en effet contre lenseignement propre au Moyen-ge et fond sur la tradition aristotlicienne interprte par les thologiens. Il prne au contraire un enseignement articul autour de lexploration et de ltude de la nature. Attach la sparation des sciences et de la religion, il a contribu constituer lespace des sciences, quil a dot dune juridiction autonome. Sous limpulsion des mmes bouleversements, Ren Descartes (1596-1650), philosophe, mathmaticien, et physicien franais, prne une nouvelle mthode scientifique dans son Discours de la mthode (1637). Comme Francis Bacon, il dfend une mthode qui se dfait de lobstacle constitu par une connaissance antrieure qui peut tre fausse. Cependant, il insiste sur la ncessit de douter de ce qui est considr comme acquis, de toutes les croyances antrieures, en faisant table rase (tabula rasa), de manire reconstruire un savoir sur des bases\nIci il serait impropre de parler d pistmologie car i) il sagirait dun anachronisme et ii) par essence, lpistmologie sest individualise en tant que discipline but descriptif plus que normatif. Ainsi pistmologie descriptive constitue un plonasme. Il est toutefois pertinent dvoquer ici les mouvements de philosophie normative car ils sont lorigine de lpistmologie. Leur vocation est donc ncessaire la comprhension de la spcificit et du sens des rponses apportes par lpistmologie.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 8 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nentirement neuves. Dans son lan de douter de tout ce dont il croyait tre sr, il en vient se demander sil doit douter de sa propre existence, en concluant par la ngative : cogito, ergo sum ( je pense donc je suis ). Descartes est considr comme linventeur de la philosophie moderne. Claude Bernard (1813-1878), mdecin et physiologiste franais, est considr comme le fondateur de la physiologie moderne. Il insiste sur les deux aspects dvelopps par Descartes et Bacon : douter des thories antrieures et considrer les faits (issus dobservations ou dexpriences) comme les arbitres suprmes. Sa physiologie exprimentale entre en rupture avec la mdecine de son poque qui tait avant tout descriptive. Dans Introduction ltude de la mdecine exprimentale (1865), il annonce vouloir faire de cette discipline une science indpendante ayant ses mthodes et son but . Il y propose les tapes qui devraient constituer toute dmarche exprimentale (le fameux OHERIC ) : - Observation sans prjug - laboration dune Hypothse raliste, fonde et vrifiable - Exprience avec un tmoin (e.g. cas normal vs pathologique) et une contre-preuve (si on enlve A et que B est alors supprim, on peut en dduire que A est la cause de B - le Rsultat produit un fait qui consiste en larbitre suprme des thories : elles sont rectifies en fonction, et de manire avoir des thories les plus gnrales possibles. Ainsi, lInterprtation conduit la Conclusion qui simpose . Or il a avou lui-mme avoir privilgi sa thorie des faits en certaines circonstances. Ses ides reposent sur une interprtation dterministe telle que chaque phnomne trouve son origine un ensemble fini de causes. En isolant toutes les causes, le phnomne doit tre entirement accessible la raison. Le philosophe franais Auguste Comte (1798-1857) est le propagateur du mouvement appel positivisme. Il entre en rupture avec les thses de Claude Bernard, en dfendant quil faut rechercher des lois et non des causes, en se basant sur lvaluation de quantits et non de qualits. La distinction entre lois et causes est que les premires rpondent un comment , tandis que les secondes rpondent un pourquoi . Ainsi, il est idaliste et non raliste7. Il prne la mthode inductiviste : les thories ne doivent pas se faire a priori ; on doit seulement interprter a posteriori. Or on a besoin dune quelconque thorie pour aborder les faits. Il dcrit donc la marche progressive de lesprit humain (chaque branche de nos connaissances passerait invariablement par 3 tats): - tat thologique (perfection atteinte avec Dieu unique) - tat mtaphysique (forces abstraites : nature intime et finalit de lunivers) - tat scientifique ou positif : recherche de relations invariables, de successions et de similitudes partir de faits observs. Il est lorigine de la maxime ordre et progrs que lon trouve sur le drapeau brsilien et de science do prvoyance, prvoyance do action . Ce terme de positivisme est\nDe fait, les idalistes prtendent que la science permet seulement de proposer des mcanismes expliquant les phnomnes (rponses un comment ). Au contraire des ralistes pensent quelle permet daccder la nature intime du rel : didentifier des causes en rpondant un pourquoi.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 9 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nemprunt de valeurs, car Comte a confiance dans le progrs de l'humanit par les sciences et croit en les bienfaits de la rationalit scientifique. Le positivisme dAuguste Comte a inspir un groupe de savants et philosophes europens connus sous le nom de cercle de Vienne (cr aux alentours de 1929 en Autriche). Ce groupe est considr aujourdhui comme une drive didalistes guids par la chimre de pouvoir instaurer de novo une mthode scientifique qui unifierait toutes les sciences et conduirait la Vrit Universelle. Il se rclame dun positivisme logique ou empirisme logique bas sur un critre de vrification / signification. Pour qu'un nonc ait un sens, il faut qu'il porte sur un donn empirique observable. S'il n'y a aucun moyen de dire s'il est vrai ou faux, alors il n'a aucun sens (et nest pas scientifique : il relve de la mtaphysique ou de la pseudoscience). Il y aurait des noncs de base, primitifs, ne devant pas tre soumis vrification, car faisant appel directement nos sens. Les noncs qui nous apprennent quelque chose sur le rel doivent pouvoir tre mis en relation avec un donn empirique immdiat. Tous les noncs devraient tre formuls dans un langage universel. En fait la mthode de vrification repose dans certains cas sur linduction (qui va du particulier au gnral). En logique, l'induction est une dmarche intellectuelle familire qui consiste procder par infrence probable c'est--dire, dduire des lois par gnralisation des observations. Ainsi plus un phnomne est observ de manire rpte, plus sa gnralisation devient probablement vraie. Le positivisme logique reprsente donc un style de pense philosophique qui entend radiquer tout nonc mtaphysique du langage scientifique, en se basant sur la logique mathmatique fonde par Bertrand Russell, Alfred North Whitehead, Gottlob Frege et Ludwig Wittgenstein. Cette mthode scientifique conduirait la construction, sur une base logique, d'un idiome formel vocation universelle qui sera la base de l'unit de la science. Du jour o les philosophes emploieront tous cet idiome, les divergences doctrinales cesseront, et de ce fait se dveloppera la comprhension mutuelle entre les nations (selon un esprit analogue celui du mouvement esprantiste).\nB] Les pistmologies descriptives Karl Popper (1902-1994) crit Logique de la dcouverte scientifique (1934) en pleine crise de la physique. Il soppose aux thories du cercle de Vienne et leur notion de savoir probable. Il montre que linduction nest pas une pratique heuristique8 et que non seulement elle nest pas mise en pratique par les scientifiques, mais quelle ne pourrait pas ltre. Il propose quune loi est une construction intellectuelle et en cela nest donc pas objective. Seule la rfutation est objective. Il propose ainsi le critre de scientificit9, autrement appel critre de dmarcation entre science et pseudoscience, comme tant la rfutabilit (et non la vrification comme une signification). Un nonc non rfutable est sans intrt (et ne peut tre qualifi de scientifique ) car il nest ni prdictif, ni explicatif. En consquence, il nexisterait pas de connaissance ultime, puisque celle-ci devrait tre rfutable. Cest donc le premier avancer lide fondamentale quon ne peut pas prouver que quelque chose est vrai, on peut seulement prouver quil est faux. La science ne produirait ainsi pas de vrit, mais elle progresserait en dfinissant, en restreignant les domaines de validit de ses modles et thories, voire en en changeant pour des plus appropries. La science sorganiserait autour de conjectures et de\nheuristique signifie qui sert la dcouverte . La scientificit est la proprit de quelque chose qui est considr comme scientifique\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 10 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nrfutations. On souscrit aux conjectures lorsque les tentatives de rfutation nont pas abouti. Il apporte ainsi son fondamental principe de naissance intersubjective de lobjectivit : lobjectivit nat des confrontations qui se font au sein de la communaut scientifique. Ainsi, lobjectivit apparat comme tant issue dun consensus social autour dune proposition initialement subjective. Contrairement llan que nous avons annonc suite Galile, la notion dobjectivit ne serait pas le contraire de celle de subjectivit et ne correspondrait pas non plus une proprit que lon pourrait dtacher de lactivit humaine. Dautres auteurs vont ensuite nuancer les propos de Popper. Thomas Kuhn (1922-1994) soppose Popper sur i) la conception linaire et continuiste de la marche des ides scientifiques et sur ii) lide quune contre-preuve conduit ncessairement la rfutation de la thorie en question. Il se base sur une analyse sociologique et historique des sciences. Il propose que dans le cadre de la science normale, les chercheurs adhrent des normes et des rgles de la pratique scientifique et que cest cela qui fait la diffrence avec une pseudoscience. Leur recherche est cadre par un paradigme, qui fournit un moule dinterprtation du rel et les mthodes et questions lgitimes qui guident les recherches. Le paradigme repose galement sur des impratifs mtaphysiques (ainsi il ne repose pas uniquement sur des propositions rfutables). Les scientifiques ont lillusion de savoir comment est constitu le monde. Ainsi, les rsultats attendus appartiennent une gamme restreinte et le travail du chercheur consiste savoir comment y parvenir. Si un rsultat nappartient pas la gamme de ce qui est attendu, il est ignor au lieu de rfuter la thorie de base. Dans la science normale, les publications sont courtes, pointues et adresses des spcialistes. Elles commencent l o les livres sarrtent. Avant la premire priode de science normale, la priode prparadigmatique (ou prscientifique) est caractrise par labsence dacquis communs. Cest le cas de la physique avant Newton, de la chimie avant Lavoisier ou de la biologie avant la thorie cellulaire. Les thories sont alors puises dans la mtaphysique et les publications sont des livres gnraux adresss tous. Pendant une priode de science normale, le paradigme grossit, accumule progressivement du savoir mais galement des anomalies. Ces anomalies sont des faits soit qui rentrent en contradiction avec le paradigme, soit dont lexplication rsiste la mthodologie paradigmatique. Elles sont mises de ct, mais un moment, lorsquelles deviennent trop importantes, on peut entrer dans une priode de crise (qui soppose la science normale). L, les bases du paradigme sont remises en question. La crise peut se rsoudre avec ladhsion un nouveau paradigme, ce qui signe une rvolution scientifique. Cest ce qui sest pass lors du passage du paradigme newtonien au paradigme einsteinien. Imre Lakatos (1922-1974), recrut par Popper, est en dsaccord avec Kuhn, qui laisse croire que le choix dun paradigme neuf est arbitraire, ou relatif des prfrences culturelles extrascientifiques. De fait, il prne une pistmologie rationaliste, cest--dire une approche qui tudie la science seulement du point de vue rationnel et pas sociologique. Il essaie dappliquer les thses de Popper (cres pour la physique) aux mathmatiques puis le critique. Il pense quil nexiste pas en fait dexprience cruciale qui rfuterait une thorie. En fait, il y aurait des programmes de recherche en concurrence. A chaque programme son heuristique (un ensemble de techniques admises pour la solution des problmes). La contrainte ngative, qui caractrise Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 11 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nlheuristique ngative , est quon ne peut changer les hypothses de base de la thorie. Ces hypothses non modifiables, qui sous-tendent le programme de recherche, constituent le noyau dur de la thorie. Ce noyau dur est entour dune ceinture protectrice, dans laquelle se trouvent des hypothses auxiliaires et des conditions initiales, qui elles peuvent tre modifies pour mieux coller avec les observations, et maintiennent ainsi lintgrit du noyau dur. La contrainte positive, qui caractrise lheuristique positive , est la direction donne par le programme de recherche dans le but de complter le noyau dur. Cette heuristique indique comment enrichir le noyau dur afin dtre mme dexpliquer et de prdire des phnomnes. Un programme progressif permet des prdictions indites et la dcouverte de faits inattendus, au contraire dun programme dgnrescent qui se borne fabriquer des hypothses ad hoc pour sauver son noyau dur face aux anomalies. Enfin, Paul Feyerabend (1924-1994) a t lve de Popper dans les annes 1950. Il se veut anarchiste , dadaste pistmologique. Il a crit Against method (1975). Il pense que les catgories manies par les mthodologies en usage (faits, observations, expriences) ont chang de sens au cours de lhistoire et que le brandissement dune mthodologie est instrument doppression qui va lencontre des liberts, dautant que la dcouverte scientifique nobit aucune loi ( Anything goes : tout est bon ). En analysant particulirement lhistoire de la physique, il a pu montrer que personne nutilise une mthode qui serait utilise la manire dune recette de cuisine et quon ne peut pas non plus reconstituer de recette suivie a posteriori. Les scientifiques utilisent tous les moyens et tous les types de thories pour arriver leurs fins. Partant du principe qu'il n'y a pas de mthode scientifique universelle, Feyerabend a affirm que la science ne mritait pas son statut privilgi dans les socits occidentales. Puisque les scientifiques ne peuvent parvenir adopter un point de vue universel qui garantirait la qualit de leurs observations, il n'y a pas pour lui de raison que les assertions de la science soient privilgies par rapports celles d'autres idologies comme les religions. On ne peut donc juger les autres idologies partir des prjugs de la science. En se basant sur cette argumentation, Feyerabend a alors prn la sparation de la science et de l'tat, de la mme faon que la religion et la socit sont spares dans les socits modernes sculires. Selon Feyerabend, la science devrait galement tre soumise un contrle dmocratique: non seulement les domaines de recherche devraient tre dtermins par des lections populaires, mais les suppositions et les conclusions de la science devrait galement tre supervises par des comits populaires.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 12 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nIII Un bilan : la dmarche scientifique\nCes derniers auteurs ont largement influenc les domaines de la philosophie des sciences, de lpistmologie et de la didactique. Ils ont permis de remettre en question la vision spontane de la dmarche scientifique. Une synthse, laquelle adhre la majorit des pistmologues actuels, est connue aujourdhui sous le nom de constructivisme.\nA] Invariants de la dmarche scientifique On peut dgager deux points centraux au constructivisme : toute connaissance est lie au sujet qui connat. Ainsi, lopinion, la conviction, le point de vue, les croyances participent de la dmarche scientifique. toute connaissance est issue dun processus de construction, processus qui consiste en une rorganisation qualitative de la structure initiale des connaissances (et pas seulement en un accroissement quantitatif). a) Le mythe de la dmarche scientifique La croyance populaire en lexistence dune dmarche, constitue dtapes bien dtermines, se droulant dans un ordre prcis est prgnante, particulirement en biologie, car elle fait partie de ces mythes qui sont enseigns lcole. Quel enseignant de SVT ne connat pas la dmarche OHERIC de Claude Bernard ? Il est attendu des candidats au CAPES SVT quils la mettent en uvre, ce qui entretient cet artifice didactique. Nous ne nous tendrons pas sur ce point et vous invitons lire Paul Feyerabend ou encore Bruno Latour pour vous convaincre que chaque scientifique procde sa manire, et quil est difficile dextraire une unit dans cette procdure. Selon Fourez, les chercheurs utilisent lingniosit des artisans et des diplomates pour arriver leur fin . Ainsi si quelque chose guide lactivit des scientifiques, cest plus un projet, une intention, quune manire tablie dy parvenir. Si la dmarche scientifique nexiste pas au sens o on lentend habituellement, que peut-on en dire ? Ce mot dmarche fait rfrence une manire de marcher, une manire propre daction, une manire de progresser (de la raison, de la pense) ou une tentative auprs de quelqu'un pour russir une entreprise. Quant au qualificatif scientifique , il fait rfrence une activit identifie et reconnue de faon interne (par les scientifiques) et externe (par les groupes dominants de la socit). Nous allons reprendre ci-aprs ce que les constructivistes ont dgag sur la faon dont sy prennent les scientifiques pour faire progresser les connaissances. b) Objectivit, observation et fait : dmarche en labsence de raison pure Depuis Kant et sa Critique de la raison pure (1781), le sujet pensant ne peut plus dcemment tre vu comme disposant de modules indpendants desquels il se servirait pour penser ou ressentir (raison, affects, croyances, sens). Il en va de mme pour les scientifiques. Ainsi, lobservation nest pas une perception passive du monde au travers de laquelle le scientifique naurait qu recevoir de linformation. Une personne observe avec ses intrts et ses passions. Dans ce sens lobservation est subjective, ce qui ne veut pas dire que les interprtations peuvent tre totalement libres (particulirement au sein dun paradigme, le non respect des conventions socialement institues peut faire passer lobservateur pour un fou). Pour observer quelque chose , il faut toujours le dcrire, au moins en pense. Or Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 13 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nla pense est indissociable du langage. Il faut donc disposer de termes qui dsignent les objets et permettent la distinction entre ce qui est semblable ou diffrent. Ces termes font rfrence des reprsentations thoriques, souvent implicites, et qui en tous cas ce point est fondamental prexistent lobservation et sont inscrites dans un tissu culturel et social. Si jobserve une plante ou que je dis que deux plantes sont les mmes , jtablis, au nom dun modle et de critres thoriques, des relations dquivalence entre ce que je pourrais aussi considrer comme diffrent. La similitude nest donc pas reue passivement de lobservation, mais est dcide suite ladoption dune vue thorique que lon trouve pratique (en fonction dun projet et dun intrt). Ainsi, pour parler dun objet, il faut se donner les lments de langage suffisants, communs et conventionnels, pour tre compris. Parler dun objet, cest se situer dans un univers conventionnel de langage. De mme, dire que quelque chose est objectif, cest situer quelque chose dans un univers commun de perception et de communication, dans un univers conventionnel, institu par une culture. Lobjectivit ne serait donc pas absolue, mais relative une culture. Il en va exactement de mme pour les faits. Ctait un fait au Moyen-ge que le soleil tournait autour de la terre. Aujourdhui, le contraire est galement un fait. Un fait nest pas peru passivement, il est construit socialement en utilisant les notions qui paraissent utiles en vue davoir une observation adquate, c'est--dire qui rpond au projet que lon a. Un fait est quelque chose que personne ne remet en question (i.e. une interprtation du monde standardise). Ce nest pas une proposition descriptive, cest un jugement de valeur sur une proposition. Ainsi ces termes objectivit , observation et fait nindiquent pas des vrits, ni des lments de description de la ralit en soi, ni dailleurs des lments entirement subjectifs. Ils font rfrence des interprtations thoriques non contestes (qui ne sont ni questionnes, ni remises en question), car faisant lobjet dun consensus social. En fait, lide est quon ne peut dissocier ce qui viendrait des choses de ce qui viendrait des institutions sociales. Une fois institu, on peut considrer quun objet thorique existe vraiment, parce que cela ninterfre plus avec la rponse une question qui concerne lobjet. Notons que la tendance leffacement du sujet par rapport aux faits, lide de penser quobserver cest se situer passivement par rapport au monde est naturelle. Le fait de gommer la notion que tout cela est inscrit dans un projet humain permet de donner une image dobjectivation absolue, desthtique transcendantale lactivit scientifique. Cela participe de la valeur particulire accorde aux sciences dures. Cette remarque nous fait rebondir sur le vocabulaire usuel, selon lequel la science conduit des dcouvertes. Ce terme de dcouverte est ancr dans une vision raliste o le scientifique naurait qu rvler le monde tel quil est. Or, les constructivistes sont idalistes. En effet, si on admet ce qui a t nonc prcdemment propos des observations, de lobjectivit et des faits, on est bien oblig dadmettre que lactivit scientifique ne conduit pas des dcouvertes, mais que ces objets socialement institus sont plutt issus dun processus dinvention : leur cration correspond une standardisation socioculturelle inscrite dans un projet et dans une histoire humaine. En fait, on parle de sous-dtermination des thories par rapport aux donnes exprimentales , cest--dire que pour un rsultat, un fait donn, il existe une infinit dinterprtations possibles qui pourraient le dcrire. Ainsi, on ne peut pas dire que les rsultats nous obligent voir le monde dune manire ou dune autre. Une interprtation nest pas une constatation, mais un coup de force par lequel on dcide de voir les choses dune certaine manire. La notion de dcouverte implique une existence antrieure. Dans ce sens, on peut parler de dcouverte lorsque quelquun, utilisant un\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 14 La dmarche scientifique - fvrier 2007\ndcoupage antrieur du monde, rencontre un objet que ce dcoupage a dj socialement institu. c) Cration et rejet de modle : tablissement de preuves dans les sciences dures Si les connaissances produites par la science ne sont pas des vrits, quel statut ontelles ? Comment sont-elles produites ? En quoi sont-elles prouves ? Que peut-on encore extraire de commun aux dmarches scientifiques (nous dirons plutt dans la faon dont les scientifiques procdent ) ? Ce que lon appelle un fait est dj un modle thorique dinterprtation quil faudra dailleurs parfois tablir ou prouver. La preuve consiste en une relecture du monde utilisant le modle quon a pos. Prouver consiste donc montrer lintrt du modle thorique en question. Un tel intrt correspond la faon dont cette manire de reprsenter le monde peut tre fconde par rapport nos projets. Cest ce qui conduit Fourez appeler ces modles des technologies intellectuelles : il ny a pas de modle meilleur quun autre (ni plus vrai), il y a des modles plus ou moins adapts un projet particulier et selon les contraintes lies au contexte (dun point de vue matriel, social, financier, institutionnel, thique,). Ils ne seraient donc pas une reprsentation du monde mais une reprsentation de notre champ daction possible dans le monde. On peut comparer un modle avec une carte gographique : il ne sagit pas dune reprsentation dont la proprit est quelle soit vraie, mais quelle dpende dun projet ; elle devient objective lorsque lon sait sen servir, que lon connat les symboles, etc. : lorsquelle a prouv son efficacit. La preuve dun modle ne concerne pas sa vracit ou sa reprsentation exacte du monde rel, mais son utilit, son efficacit, en termes de cohrence et de prdiction. Lorsquil sagit de sciences exprimentales, ce modle doit permettre de poser certaines questions et dy rpondre par lexprience : il a une efficacit pratique. La limite du critre de rfutation de Popper est dune part que labandon dun modle entrane labandon de tout le rseau conceptuel avec lequel il est cohrent et lorsque lon a lintime conviction que ce rseau peut encore tre utile, on prfre souvent faire des hypothses ad hoc pour expliquer les incompatibilits que dabandonner toute la trame thorique. La direction est poursuivie aussi longtemps quelle apparat prometteuse. Ceci conduit envisager lexprience cruciale comme relative ; une exprience est cruciale seulement si elle a t faite pour cela. Lhistoire des sciences recle dexemples o lincompatibilit dun modle face une exprience na pas conduit au rejet du modle. A lchelle dune discipline, il en va de mme pour les prsupposs (qui peuvent tre mtaphysiques) contenus dans le paradigme de Kuhn ou le noyau dur de Lakatos : ils sont implicitement poss comme inattaquables. Leur remise en question ncessite un processus extraordinaire et difficile : une rvolution scientifique . A lintrieur dun paradigme, un modle est rejet pour des raisons non entirement rationalisables ; cette dcision, collective, dpend galement de critres conomiques, techniques, affectifs, politiques, etc. Il sagit donc plus dun sentiment i.e. si on y voit trop dinconvnients que dune raison pure . Dautre part, certains concepts peuvent tre trs utiles, tout en restant non rfutables, comme la conservation de lnergie en physique ou lexistence dinformation dans les gnes en biologie. Ces concepts non rfutables, que lon pourrait alors qualifier de mtaphysiques, ont un rle particulier dans la science. Cest sur eux que se basent certains scientifiques pour prtendre quon a rsolu des problmes dans labsolu (comme lhrdit ou lattraction des corps), ce quon ne dirait jamais propos dune technologie matrielle. Cest ce Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 15 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nquIsabelle Stengers appelle des concepts durcis. Bien souvent, ce sont des concepts imports dautres disciplines ou de la vie courante (il sagit alors, au dpart, dune simple mtaphore) qui ont t reconnus capables dorganiser ltude dun champ phnomnal. Le concept, propag dans ce nouveau champ, y montre alors fcondit, puissance explicative, adquation et puissance intrinsque dorganisation et finit par atteindre un statut dobjectivit. Cela passe donc par une intgration smantique au langage prexistant et dbouche souvent sur la cration dun nouveau lexique cohrent. Cest ce qui sest pass en biologie : suite lintroduction du terme information pour parler de lessence du matriel hrditaire, toute une vision informationnelle a embras la biologie cellulaire. Le vocabulaire, emprunt la science des tlcommunications et au langage commun, a organis le nouveau paradigme : communication , rcepteur , message , signal , etc. Ainsi, en mme temps que ces concepts se sont durcis, cest--dire quils peuvent tre penss comme purs , dtachs de leur source et quils se dfinissent partir du formalisme de la science quils organisent, la biologie a connu son premier durcissement de lhistoire. Cest en cela que les sciences dures se distinguent des sciences molles . Ces dernires ne se dveloppent pas de faon autonome, ne sont pas labri des influences idologiques et culturelles, ni labri surtout dune demande de compte extrieure quant la pertinence de leurs dfinitions et lintrt de leur dmarche. Ce durcissement, qui consiste en la cration dune organisation conceptuelle inconteste, fait partie intgrante de la dmarche des champs disciplinaires concerns. En conclusion, tandis que la science a tendance afficher quelle peut rsoudre des problmes hors de tout contexte socio-historique, nous insistons sur le fait que les technologies intellectuelles quelle produit ne prennent leur sens que dans le contexte humain. Elles produisent des reprsentations fiables et adquates de notre monde. Cest--dire celui dans lequel nous inscrivons notre histoire. Nous avons dj mentionn que la socit a impuls des changements dans la science. En retour, et notamment via les technologies matrielles qui en dcoulent, la science fait voluer la socit. Ainsi lavnement de linformatique a cr le secteur tertiaire et une centration sur linformation qui sest propage la biologie et aujourdhui, avec le dveloppement dinternet, les biologistes cellulaires ne pensent plus quen termes de rseaux de gnes et de protines. d) La communaut scientifique : un lment de la mthode scientifique Les scientifiques font partie de la socit. Leurs manires de penser sont influences par ce lieu social qui est le leur. Ils appartiennent une communaut qui peut sassimiler une confrrie o les individus se reconnaissent comme tant membres du mme corps. Elle jouit dune reconnaissance interne et externe par les groupes dominants. Elle peut manier un certain type de connaissances et jouit aussi dune reconnaissance sociale telle que leurs membres sont appels pour trancher des questions de socit en tant quexperts. Elle a des allis, notamment le complexe militaro-industriel. Elle est partiellement structure par des intrts dtermins par les organisations sociales auxquelles elle sallie et par les structures conomiques ncessaires son fonctionnement. Mais cette corporation a ses intrts propres. La mthode de production des sciences passe par les processus sociaux permettant la constitution dquipes stables et efficaces. Indpendamment de toutes les contributions externes cette communaut, son fonctionnement passe par son auto-entretien : des scientifiques viennent grossir ses rangs chaque anne. Le processus de formation des scientifiques passe par leur adhsion au paradigme, ses connaissances, ses questions lgitimes, les moyens dy rpondre et son fonctionnement social. Ainsi, lenseignement universitaire doit conduire en ladmission de ce que contiennent les manuels, cest--dire les noncs de base du paradigme (ou du noyau dur) Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 16 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nqui font lobjet dun consensus et ne doivent pas tre remis en question. La recherche commence l o les manuels sarrtent. Fourez compare ce processus un lavage de cerveau : ltudiant a vcu avec sa propre conception du monde, quil sest forge dans son quotidien ds son plus jeune ge, et on doit lui faire admettre en quelques annes une vision de la ralit qui est le rsultat dune (trs) longue histoire. Souvent, on enseigne ce qui fait partie du paradigme et pas les garements ou ttonnements passs. Il faut quil se rende cette vision de manire ce qu la fin il sagisse dune vidence : quil y trouve un sentiment de ralit. Il sagit dun sentiment subjectif et affectif qui fait que nous avons confiance dans le monde tel que nous le voyons. Si les autres ne pensent pas comme nous, on a un sentiment dirralit. Des chercheurs peuvent abandonner des observations quils sont seuls faire. Lors dun lavage de cerveau par la force, les gens changent de vision du monde par une altration du sentiment de ralit. Il sagirait pour la formation des scientifiques dun lavage de cerveau oprant de manire plus humaine, mais utilisant les mmes procds : sparation du reste du monde et socialisation un groupe nouveau, dligitimation des manires antrieures de voir, accompagnement des personnes qui on est appel sidentifier, nouveau systmes de lgitimations ou de preuves, etc. Cest donc par un tel enrlement que les scientifiques trouvent leur place au sein de la communaut et peuvent leur tour enrichir le paradigme.\nB] Spcificits disciplinaires de la dmarche scientifique Nous avons tent de dresser prcdemment les traits communs qui semblent caractriser les sciences dures et leur fonctionnement. Nous allons ici tenter desquisser des diffrences entre les disciplines. Nous entendons plus poser des questions quy apporter des rponses, car ce point prcis na pas fait lobjet de recherches approfondies. a) Des objets et des concepts de nature diffrente Le premier point qui vient immdiatement lesprit concerne les objets dtude. Il semble en effet que les disciplines soient avant tout distingues par le type dobjets quelles tudient. Ce qui vient immdiatement aprs est la dichotomie fondamentale apparente entre les disciplines purement thoriques, ici les mathmatiques, et les disciplines exprimentales. Ces dernires dcoupent , on pourrait dire dfinissent leurs objets dtudes initialement en fonction de la faon dont nous, tres humains, percevons le monde notre chelle spatio-temporelle, notamment travers notre vision. Ainsi, ces objets sont des arbres, des toiles, etc. Les mthodes mises en jeu sont contraintes par la ncessit de confronter, ne serait-ce quoccasionnellement, les thories produites avec le monde qui nous entoure. Les chercheurs en sciences exprimentales manipulent des tres vivants, des matriaux, des instruments de mesure : ils pratiquent lobservation. Ils confrontent leurs penses avec ce quils manipulent. Cest ce dernier point semble-t-il qui fait la diffrence fondamentale. On pourrait dire quen mathmatiques aussi, les premiers objets ont t dfinis partir de notre vision : les cercles partir des formes rondes, etc. Cependant, aprs ce processus dabstraction, les relations entre les objets sont dfinies dans un monde idal qui leur est propre et la confrontation avec le rel nest plus ncessaire. Ces objets idaux ont la proprit dtre parfaits. Ainsi, lacception des modles se ferait par comparaison avec des modles dj standardiss qui traitent dobjets nayant pas de correspondance directe avec des objets supposs rels. Elles fonctionneraient seulement en rfrence interne. Par exemple, i2 = -1 Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 17 La dmarche scientifique - fvrier 2007\na t invent parce que ctait pratique, sans que cette pratique se dfinisse dans le monde qui nous entoure : cette utilit est uniquement thorique et il ny a aucun besoin que cela corresponde quoi que ce soit en dehors des mathmatiques. En mathmatiques, il y a galement des expriences, mais elles sont thoriques : ce sont des dmonstrations, la recherche dexemples ou de contre-exemples, etc. Ce que nous venons de dire nexclut pas que les mathmatiques puissent avoir (et elles en ont !) des applications dans le monde concret. Cependant, il semble que la recherche fondamentale en mathmatiques fonctionne indpendamment de ces proccupations. Dans la mthode, ce qui diffre essentiellement, ce sont ce que manipulent concrtement les chercheurs : comme dans toutes les disciplines thoriques, un papier et un crayon suffisent (quoiquun ordinateur soit parfois le bienvenu). Cest lintrieur de la tte du chercheur que cela se passe. b) Importations non rciproques de concepts et de mthodes : des diffrences de langage Cette autonomie des mathmatiques par rapport au monde rel est relier, semblet-il, la manipulation de symboles. Comme nous lavons voqu les mathmatiques seraient les premires sciences stre individualises en tant que telles et elles lont t trs tt. Cette individualisation sest accompagne de linvention dun langage ayant ses significations internes et ntant a priori pas directement inspir de notre vision immdiate du monde. Envisageons, ds lors, lexistence de deux langages en sciences : le langage mathmatique, avec ses symboles crs ex nihilo , pour des besoins internes aux mathmatiques, et le langage littraire (initialement, le langage courant), avec ses mots, qui existe donc depuis que lHomme parle. En voyant comment les diffrentes disciplines scientifiques se sont individualises au cours de lhistoire des sciences, force est de constater que chacune sest fonde sur une utilisation diffrentielle des deux langages. La mcanique est ne avec Galile lorsque celui-ci a import les mthodes et surtout le langage mathmatique pour dcrire le monde physique. Il a invent des concepts (vitesse instantane, etc.) quil a mis en relation grce des concepts mathmatiques (galit, multiplication, etc.), ce tout tant confront lexprimentation et lobservation. Lindividualisation de la chimie et plus tard celle de la physiologie sont passes, elles aussi, par lintroduction de grandeurs mesurables. On pourrait alors dire quelles ont plus emprunt la physique dj existante quaux mathmatiques. Ainsi, dans les diffrentes sciences, les mthodes mettent en uvre un mlange des deux langages, dans des proportions varies. Le degr diffrentiel de mathmatisation entre les disciplines conduit lutilisation dun langage chimrique diffrent. Si nous reprenons le cas de la physique, une autre diffrence qui semble marquante avec les mathmatiques ( part la confrontation aux observations et aux expriences), est limportation de concepts issus dun vocabulaire courant, tels la masse , la force , le travail , etc. Une spcificit des mathmatiques serait-elle de ne pas pratiquer de telles importations ? Si le durcissement dun concept en physique passe par la mathmatisation, en biologie, par quoi passe-t-il ? La biologie sest durcie rcemment, travers la biologie molculaire. Son langage est essentiellement littraire. Avant ce durcissement, qui concide avec limportation dun vocabulaire issu du langage courant et commun avec les sciences des tlcommunications, la biochimie ntait, dans ses mthodes et concepts, quun avatar de la chimie et de la thermodynamique. Ainsi, le durcissement de la biologie molculaire concide avec sa dmarcation par rapport aux sciences avec lesquelles elle tait en filiation directe. Elle a captur des concepts qui lui sont devenus particuliers (information, programme, etc). Ceci Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 18 La dmarche scientifique - fvrier 2007\npourrait tre permis par le fait que les sciences des tlcommunications (pas plus que le langage courant) ne sont pas reconnues comme une science sur laquelle sest fonde la biologie molculaire. Ainsi cette biologie a driv des objets dtudes de sa condition premire et, avec la capture de ces nouveaux concepts, a ouvert tout un champs de questionnements nouveaux conditionnant la nouvelle dmarche (Comment linformation est lue ? traduite ? copie ? etc.). Notons ici que ce que nous pourrions appeler leffet paradigme est que la nature des objets dtudes et la dmarche changent en mme temps. Donc ces aspects de la dmarche qui sont propres aux disciplines sont lis la spcificit des objets dtude. Ainsi, par exemple la gologie a des objets linterface entre physique, chimie, climatologie, etc. et sa dmarche est mixte en correspondance (ou ressemblant plus lune ou plus lautre en fonction du sujet prcis dtude). Ainsi nous arrivons cette hypothse que les mathmatiques, de part lutilisation dun langage entirement pur (non littraire) seraient les seules qui nimportent pas de concepts ni de mthodes des autres disciplines scientifiques (et videmment pas non plus du langage courant). Comme le groupe sanguin O+, elles pourraient en donner tout le monde, mais ne pourraient recevoir que du O+ (que ce sont les seules fabriquer). Enfin nous allons conclure cette partie sur la spcificit des dmarches par quelques questions quil serait intressant dlucider afin dapprofondir le sujet : - Est-ce que la spcificit langagire des mathmatiques les empcherait de contenir des anomalies (au sens de Thomas Kuhn) ? - Est-ce quune diffrence entre les sciences physiques et la biologie pourrait tre que dans cette dernire les problmes rencontrs aux diffrentes chelles de temps et despace (reproduction, volution, rplication) nous paraissent trop imbriqus, de telle sorte que les concepts qui ont t durcis sont utilisables aux diffrentes chelles ? (on peut faire de la gntique molculaire, de la gntique des populations ou de lvolution en tudiant linformation gntique). Les problmes seraient-ils moins intriqus en physique ? (cest-dire que la recherche dans un domaine de la physique affecterait moins ce qui se passe dans un autre quen biologie ?) - Et en mathmatiques, quel point ce qui se passe dans un domaine affecte les autres ?\nCONCLUSION GENERALE - De lenseignement de la dmarche scientifique : intrts didactiques de lpistmologie.\nLa didactique des disciplines scientifiques est une science qui tudie comment slabore la connaissance dans un contexte institutionnel (i.e. dans la classe). Elle est linterface entre lhistoire des sciences, lpistmologie, la sociologie et la psychologie. Lpistmologie est donc un outil pour la didactique ; elle dfinit par exemple ce quest un concept, quelle est sa porte, etc. et le didacticien sen sert pour tudier comment ces concepts sont prsents dans les manuels, abords par lenseignant et compris par lapprenant. De plus, partir dauteurs essentiellement issus de la psychologie (notamment Jean Piaget), les didacticiens ont tabli, comme les pistmologues, un consensus pour admettre le constructivisme comme thorie de base. Cet accord, nayant pas rellement dorigine commune, rsulte donc dun processus de convergence. Ainsi, lpistmologie renforce la porte explicative de la didactique en lui permettant de sinscrire dans un tout plus large et cohrent. Hlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 19 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nCette vision constructiviste commune comprend deux points essentiels. Dune part, toute connaissance, quelle slabore au sein de la communaut scientifique ou chez un individu, est avant tout lie au sujet qui connat. Ds lors, lopinion, la conviction, le point de vue, les croyances jouent un rle fondamental dans la science et dans lapprentissage. Dautre part, comme le nom constructivisme lindique, toute connaissance est issue dun processus de construction, processus qui consiste en une rorganisation qualitative de la structure initiale des connaissances et qui peut sassimiler un changement de conceptions ce qui implique une vision du progrs et de lapprentissage en rupture avec la vision commune des connaissances, dans laquelle ces dernires sajouteraient rgulirement sans tre qualitativement modifies. Ainsi, les connaissances et leur comprhension apparaissent indissociables de leurs dimensions historique, sociale et psychologique et ne sauraient ds lors prtendre qu un statut provisoire et approximatif (au lieu de dfinitif et exact). La convergence de cette vision entre pistmologie et didactique a conduit ltablissement de parallles tout fait saisissants entre la construction des savoirs scientifiques dans lhistoire humaine et celle qui a lieu chez un apprenant. Notamment, les conceptions spontanes retrouves chez les lves sont souvent similaires celles quont eut historiquement des chercheurs en phase prparadigmatique. Ceci implique quune approche pdagogique centre sur lhistoire et sur la faon dont historiquement les scientifiques ont tranch diffrentes questions apparat tout fait intressante. De plus, cette vision met jour lnorme difficult dun enseignement des sciences en milieu scolaire. Fourez voque cette difficult ainsi : On peut comprendre la rsistance de bien des gens semptrer dans des modles dont ils ne voient pas lutilit. Quel sens ont par exemple, pour la plupart des gens, les modles qui distinguent, en physique, poids et masse ? Cette distinction est srement une connaissance approprie dans certaines situations ; mais est-elle intressante dans toutes les situations ? Ce que lon sait, en tout cas, cest que beaucoup dlves du secondaire estiment que les modles qui amalgament les concepts de masse et poids sont plus oprationnels pour eux. Ont-ils tout fait tort ? Enseigne-t-on les sciences comme des vrits absolues ou comme des technologies intellectuelles appropries ?. De fait lenseignement des sciences en France aujourdhui est plus centr sur les contenus que sur la mthode. Or, le premier type denseignement vise faire adhrer les lves au paradigme dominant de la discipline sans quils ne le remettent en cause, tandis que le second viserait montrer la relativit du paradigme et la connaissance comme nayant pas un statut de vrit, mais dutilit relative au contexte de lusage quon en fait. Ainsi, bien quofficiellement les enseignants soient senss enseigner les deux aspects, la contradiction sous jacente nest pas explicite. De plus, devant leur manque probable de formation en pistmologie, la mthode scientifique voque sans doute pour eux cette mthode mythique, qui est un pur artfact didactique10, quon leur a enseigne dans leur propre formation. Concernant lenseignement des contenus, lpistmologie nous indique que les connaissances scientifiques, loin de correspondre des vidences, sont le rsultat dune longue histoire et de controverses et quelles ne prennent leur sens que comme produit de cette histoire dune part et dans un contexte particulier dautre part. Or, les connaissances sont souvent enseignes comme ayant une valeur intrinsque, indpendamment de toute histoire humaine et de tout contexte. Au-del de cette lacune, la difficult dinsrer en cours de route des apprenants dans un rseau de connaissances si vaste et si vieux est\nArtfact didactique signifie que lobjet denseignement (ici la mthode scientifique) est un objet cr dans le contexte scolaire, par lusage de lenseignement, et nexiste pas en dehors. Sa cration et son existence son purement intrinsque au milieu scolaire ; il na pas de rapport avec la ralit de la science telle que nous la comprenons.\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 20 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nextraordinairement difficile. Nous avons voqu avec Galile que la science moderne sest construite contre le sens commun. Un tel apprentissage demande donc aux lves dabandonner les certitudes, quils se sont forgs seuls avec leur exprience quotidienne, avec lesquelles ils ont efficacement expliqu ce monde et agit en lui jusqu prsent pour adopter de nouvelles certitudes qui ne sont en gnral pas oprationnelles pour eux (ce qui serait extrmement dstabilisant). Autant dire que le choix est vite fait. Les tudes des didacticiens ont conduit la conclusion quun remplacement effectif des conceptions spontanes par les connaissances scientifiques naurait lieu qu partir de bac+3 voire +4. En quoi, donc, est-il utile denseigner des contenus scientifiques une majorit dlves qui conservera ses conceptions spontanes aprs un passage en lyce ? Daprs le prsent expos, lenseignement des mthodes consisterait quant lui montrer que des thories antagonistes peuvent tre appropries diffrents contextes, sans quaucune soit ni mieux ni plus vraie que lautre. Une telle approche permettrait de dvelopper des comptences chez les lves telles que lesprit danalyse, lesprit critique, la prise de position : comptences qui sont celles dun citoyen responsable. Notons que de telles comptences pourraient tre dveloppes par dautres enseignements que celui des sciences. Cependant, il va sans dire quun tel enseignement ne serait pas a priori trs efficace pour former des scientifiques, qui doivent tre mouls pour le paradigme dominant, comme le dcrit bien Kuhn. Ainsi, les enseignements des contenus et des mthodes scientifiques apparaissent antagonistes dans leurs modalits de mise en place et dans leurs objectifs. Nous pensons quil est important dtre conscient de cette divergence. Nous entendons toutefois nuancer cette conclusion manichenne, en proposant quun enseignement secondaire centr sur les mthodes (notamment sur le rle rgulateur de la communaut de chercheurs, comme dans un dbat socio-cognitif11), non sur leur analyse critique, pourrait peut-tre dvelopper des comptences la fois intressantes pour le citoyen et pour le scientifique, sans ncessairement entraver la formation universitaire des scientifiques.\nCHALMERS A.F. 1976 Quest-ce que la science ? Editions la Dcouverte Paris 1987 Le Livre de Poche. DE LA COTARDIERE. 2004. Histoire des sciences. Editions Tallandier FOUREZ G. 2002 La construction des sciences. Les logiques des inventions scientifiques. Editions DeBoeckUniversit (Coll. Sciences thiques socits) GIORDAN A. et DE VECCHI G. 1994 (premire dition 1987). Les origines du savoir. Des conceptions des apprenants aux concepts scientifiques. Editions Delachaux et Niestl (actualits pdagogiques et psychologiques) KUHN T. 1972. La structure des rvolutions scientifiques. Editions Champs Flammarion. LECOURT D. 2001. La philosophie des sciences. Editions Puf Que sais-je ? WIKIPEDIA (encyclopdie libre sur le web) http://fr.wikipedia.org/wiki/Accueil voir diffrents articles\ncf. Lanimation des dbats socio-cognitifs : les rgles respecter et les capacits dvelopper pour tre animateur . C.Reynaud et D.Favre. in les XXmes journes internationales de Chamonix sur la communication, lducation et la culture scientifiques et industrielles - formation la mdiation et lenseignement Enjeux, pratiques, acteurs. 1998 dit : G.Giordan, J.-L.Martinand et D.Raichvarg\nHlne Hagge LIRDEF Universit Montpellier II IREM 21 La dmarche scientifique - fvrier 2007\nDocuments similaires à La Demarche Scientifique\n2.La démarche scientifique, relation science-société.pdf\nSynthèse Méthodologie de recherche Finale\nmethode meilleur travail bon\nt Él é Communications 4\nIntelligence artificielle sujet 04 corrigé\nJean-Pierre Belna - Histoire de la Logique-Ellipses Marketing (2014).pdf\nL’Algorithme NIPALS Fi\nimprimante xerox 6505mfp_user_guide_fr_ES.pdf


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