Qu'est ce que la science ?

La science.

Qu'est-ce que la Science ?

D'après le dictionnaire, la Science est la connaissance relative à des phénomènes obéissant à des lois et vérifiés par des méthodes expérimentales.

Cette définition définit les bases de ce qu'est la Science. Nous allons ici regarder de plus près ces trois composantes de la science : l'observation, l'expérimentation et les lois.

L'observation :

Tout travail scientifique commence par des observations. L'observation la plus célèbre de l'Histoire de la Science est sans conteste celle de la chute d'une pomme faite par Newton, qui lui donna l'idée de sa théorie de la gravitation universelle. Même si cette histoire n'est peut-être qu'une légende, elle illustre admirablement la démarche scientifique : on observe un phénomène, parfois surprenant, mais bien souvent banal, et on se pose la question : pourquoi ?

L'observation se doit d'être la plus objective et la plus précise possible. Elle ne doit pas se laisser influencer par une possible explication, qui risquerait de la biaiser.

L'observation doit de plus en plus souvent s'aider d'instruments. Ces instruments sont parfois indispensables pour effectuer cette observation : l'observation de l'espace nécessite des télescopes de plus en plus puissants, alors que l'observation de l'infiniment petit utilise des microscopes.

Même en cas de phénomènes directement observables, des instruments permettent de rendre cette observation plus précise ; ainsi, une caméra permettra de mieux comprendre des phénomènes rapides, tel par exemple le galop d'un cheval.

L'expérimentation :

L'expérimentation est une catégorie particulière d'observation, dans laquelle d'une part le phénomène à observer est généralement provoqué, et d'autre part les conditions d'observations ont été optimisées en fonction de ce que l'on veut observer, notamment pour éliminer les phénomènes parasites.

L'expérimentation permet de s'affranchir des aléas de l'observation, certains phénomènes naturels pouvant être difficilement prévisibles, empêchant alors la mise en place des dispositifs d'observations au bon moment et au bon endroit.

Les lois :

Lorsque les phénomènes observés font apparaître des relations invariables entre certaines grandeurs mesurées, on peut commencer à soupçonner l'existence d'une loi liant ces grandeurs entre elles.

Un exemple simple est la relation entre la hauteur depuis laquelle un objet tombe et le temps mis par cet objet pour tomber. Après avoir éliminé le mieux possible les effets parasites des frottements de l'air, par exemple en utilisant des objets massifs, on trouve que la hauteur est proportionnelle au carré de la durée de la chute, et que le coefficient de proportionnalité est indépendant du type d'objet utilisé.

Cependant, une fois ces lois trouvées, il faut aller plus loin. Le but de la Science est de trouver des lois les plus fondamentales possibles. En effet, les lois issues de l'observation sont généralement la conséquence de phénomènes plus fondamentaux qu'il s'agit d'identifier.

La loi fondamentale la plus célèbre est encore une fois due à Newton, il s'agit de la gravitation universelle. Avant cette loi, on connaissait certains phénomènes de manière dispersée : la chute des corps sur Terre, la trajectoire elliptique des planètes autour du Soleil, les marées. La gravitation universelle a permis d'attribuer une seule et même cause à ces différents phénomènes.

Les débuts de la science :

Il est bien difficile (et peut-être inutile) de chercher une origine précise de la science dans l'espace grec. Toutefois, une première période peut être distinguée : elle s'étend du 6ème siècle au 5ème siècle av. J.C. Il est certain que les Grecs devaient avoir, avant le 6ème siècle, des notions de mathématiques, d'astronomie ou de médecine.

On note deux évolutions majeures :

• La période qui s'étend de Thalès à Socrate correspond à un changement important dans la manière de concevoir la découverte de la nature. En effet, pour la première fois, on a une distinction entre « naturel » et « surnaturel » : les phénomènes naturels ne sont pas considérés comme des évènements arbitraires, mais au contraire ils s'expliquent par une succession de causes à effets.

• Un autre changement majeur se fait jour aux 5ème et 6ème siècles, il concerne la pratique de la critique et de la discussion. Les présocratiques connaissaient et critiquaient leurs idées respectives. Les philosophes prennent en considération les théories existantes, les discutent et confrontent leurs approches respectives.

L’expérience :

On parle fréquemment de vérification expérimentale d'une loi. En fait, une loi ne peut jamais être vérifiée, elle ne peut être qu'invalidée. Cette manière de raisonner peut paraître surprenante ; elle est cependant tellement importante qu'elle permet de définir le caractère scientifique d'une théorie.

Pourquoi ne peut-on jamais vérifier une loi ? La raison en est simple : un seul contre-exemple suffit à invalider définitivement une loi, quels qu'aient été ses succès antérieurs. Cette réfutabilité est la contrepartie de la rigueur scientifique. Prenons un exemple :

De nombreuses observations ont amené à la loi suivante : "tous les cygnes sont blancs". Lors de nombreux voyages, cette loi a reçu des confirmations éclatantes par la découverte de nouveaux cygnes, tous blancs. Or, un jour naît un cygne noir : ce seul contre-exemple suffit à invalider cette loi.

Que devient une loi, une fois réfutée ? Elle peut continuer à être utilisée comme approximation, ou une nouvelle loi plus exacte peut la remplacer. L'exemple le plus parlant est la réfutation de la gravitation universelle par une observation astronomique non explicable. Une nouvelle théorie a remplacé la gravitation universelle, c'est la relativité générale. Cependant, la gravitation universelle reste généralement utilisée, car elle constitue une approximation suffisante dans la plupart des cas et aussi parce que la relativité générale est beaucoup plus complexe à utiliser.

La réfutabilité

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