Les philosophes qui ont façonné la science: d’Aristote à Popper

Avant qu’il y ait des scientifiques, il y avait des philosophes. Le mot « scientifique » lui-même n’existe que depuis le XIXe siècle. Pendant l’essentiel de l’histoire écrite, ceux qui étudiaient la nature, éprouvaient des hypothèses et discutaient de la structure du réel se disaient philosophes de la nature. La frontière entre philosophie et science n’était pas une ligne mais une zone floue, et beaucoup des idées les plus importantes de la science sont nées dans l’esprit de gens que nous rangeons aujourd’hui parmi les philosophes.

Voici l’histoire de dix penseurs dont les idées ont façonné l’entreprise scientifique, depuis les premières tentatives d’expliquer la nature sans mythologie jusqu’aux débats actuels sur ce qui mérite le nom de savoir scientifique.

Aristote (384 à 322 av. J.-C.): le premier observateur systématique

Aristote ne s’est pas trompé sur tout, mais il s’est trompé beaucoup. Sa physique était fausse: il croyait que les corps lourds tombent plus vite. Sa cosmologie était fausse: il plaçait la Terre au centre de l’univers. Son influence fut telle que ces erreurs ont tenu près de deux mille ans. Et pourtant sa place en tête de cette liste est méritée, car il a inventé la pratique de l’observation et de la classification systématiques sans laquelle aucune science ultérieure n’aurait été possible.

Aristote a disséqué des animaux, classé des espèces, noté des régimes de vents et tenté de tout expliquer, du mouvement des astres à la reproduction des abeilles. Il a fondé la logique formelle, ce système de syllogismes resté la base du raisonnement jusqu’au XIXe siècle. Il a distingué plusieurs types de causes (matérielle, formelle, efficiente et finale) et soutenu que le savoir doit s’enraciner dans l’observation et non dans la spéculation.

Ses travaux biologiques, fondés sur l’observation détaillée de plus de 500 espèces animales, n’ont été dépassés qu’à l’époque de Linné et de Darwin. Quelles qu’aient été ses erreurs en physique, Aristote a créé le modèle de ce que veut dire étudier la nature avec méthode.

Francis Bacon (1561 à 1626): le prophète de l’expérience

Si Aristote a créé la pratique de l’observation, Francis Bacon a créé l’idéologie de l’expérimentation. Dans son Novum Organum de 1620, il soutient que le savoir doit se construire par le bas, par une collecte méthodique de données et par l’élimination des erreurs. Il appelle cela la méthode inductive et l’oppose vivement à la démarche déductive des scolastiques médiévaux, qui tiraient leurs conclusions des autorités anciennes plutôt que d’observations nouvelles.

Bacon a dressé le catalogue des façons dont la pensée humaine se fourvoie: les « idoles » de la tribu (biais communs à tous les humains), de la caverne (biais individuels), du marché (confusions dues au langage) et du théâtre (adhésion aveugle aux systèmes philosophiques). Cette typologie de l’erreur cognitive anticipe de quatre siècles les travaux modernes sur les biais et les heuristiques.

Bacon n’a lui-même fait aucune découverte scientifique majeure. Mais sa vision d’une science collective, cumulative et capable de se corriger elle-même est devenue la philosophie de travail de la Royal Society, et par elle celle de la science moderne dans son ensemble.

René Descartes (1596 à 1650): le doute comme méthode

Descartes a placé les mathématiques au cœur de la philosophie naturelle. En inventant la géométrie analytique, le plan cartésien, il a donné aux savants le moyen d’écrire les relations physiques sous forme d’équations, outil sans lequel la physique de Newton aurait été impossible. Son Discours de la méthode de 1637 propose de ne bâtir le savoir que sur des fondations qui résistent au doute radical.

Sa philosophie mécaniste, qui traite le monde physique comme une machine régie par des lois mathématiques, a eu une influence considérable. Elle a encouragé à chercher dans la nature des descriptions mathématiques plutôt que des explications téléologiques, c’est-à-dire par la finalité. Même les savants qui rejetaient ses théories particulières, comme son modèle des tourbillons pour le mouvement des planètes, ont adopté sa vision plus large d’un univers ordonné mathématiquement.

John Locke (1632 à 1704): l’expérience contre l’autorité

L’Essai sur l’entendement humain de Locke, publié en 1689, soutient que tout savoir vient de l’expérience. Il n’y a pas d’idées innées: l’esprit commence comme une page blanche (tabula rasa) et tout ce que nous savons se construit à partir des données des sens et de la réflexion. Cette philosophie empiriste a fourni le fondement épistémologique de la science expérimentale: si le savoir vient de l’expérience, alors on l’accroît en accumulant davantage d’expérience, de façon plus systématique.

Locke fut aussi un ami proche et un allié intellectuel d’Isaac Newton. Son cadre philosophique a contribué à justifier la démarche newtonienne, qui construit les théories à partir de l’observation soignée et de l’expérience plutôt qu’à partir de principes premiers ou de la révélation.

David Hume (1711 à 1776): le problème de l’induction

Hume a identifié un problème qui hante encore la philosophie des sciences: le problème de l’induction. Parce que le soleil s’est levé chaque matin depuis toujours, pouvons-nous conclure logiquement qu’il se lèvera demain? Hume répond que non. Aucune quantité d’observations passées ne peut garantir logiquement un événement futur. Notre croyance en la régularité de la nature est une habitude de l’esprit, pas une déduction.

Cette idée était, et reste, inconfortable pour les scientifiques. Si l’induction ne peut être justifiée logiquement, alors toute l’entreprise scientifique repose sur un fondement que la philosophie ne peut pas entièrement assurer. Hume n’en concluait pas que la science est sans valeur: il admirait Newton. Mais il a montré que la confiance placée dans les lois scientifiques dépasse ce que la seule logique peut soutenir.

Emmanuel Kant (1724 à 1804): la structure du savoir

La réponse de Kant à Hume est l’un des projets intellectuels les plus ambitieux de l’histoire. Dans la Critique de la raison pure de 1781, il soutient que l’esprit humain ne reçoit pas passivement l’expérience: il la structure activement. L’espace, le temps, la causalité et les relations mathématiques ne sont pas des propriétés du monde extérieur que nous découvrons, mais des cadres que notre esprit impose à l’expérience pour la rendre intelligible.

Pour la science, cette philosophie a une double conséquence. D’un côté, elle explique pourquoi les mathématiques fonctionnent si bien en physique: la structure mathématique de la nature reflète celle de notre cognition. De l’autre, elle suggère des limites à ce que la science peut connaître. Nous ne connaîtrons jamais la « chose en soi », seulement les choses telles qu’elles nous apparaissent à travers les filtres de notre appareil cognitif.

Auguste Comte (1798 à 1857): le programme positiviste

Comte a forgé le mot « sociologie » et fondé le positivisme. Sa thèse centrale est que le savoir humain traverse trois états: théologique (on explique par les dieux), métaphysique (on explique par des forces abstraites) et positif ou scientifique (on explique par des lois observables). Seul le troisième produit un savoir véritable.

Le positivisme a exercé une influence énorme au XIXe siècle. Il a poussé les savants à se concentrer sur les phénomènes observables et les relations mesurables, et à abandonner les questions sur les causes ultimes ou les essences cachées. Cette attitude a marqué le développement de la thermodynamique, de l’électromagnétisme et finalement de la mécanique quantique, où les physiciens ont appris à calculer des résultats observables sans exiger une réalité sous-jacente que l’on puisse se représenter.

Charles Sanders Peirce (1839 à 1914): abduction et faillibilisme

Peirce, fondateur du pragmatisme américain, a apporté deux contributions restées essentielles. D’abord, il a identifié un troisième mode de raisonnement, au-delà de la déduction et de l’induction: l’abduction, ou inférence vers la meilleure explication. Quand un chercheur propose une hypothèse pour rendre compte de données déroutantes, il ne déduit pas (du général au particulier) et n’induit pas (du particulier au général). Il devine de façon créative, puis met sa supposition à l’épreuve. C’est là, selon Peirce, le cœur de la découverte scientifique.

Ensuite, Peirce a défendu le faillibilisme: tout savoir humain est provisoire et peut être faux. Aucune théorie n’est jamais prouvée au-delà de tout doute. Le mieux que l’on puisse atteindre est une théorie qui a survécu à des tests exigeants et qui n’a pas encore été réfutée. Cette attitude modeste et autocorrectrice est aujourd’hui au centre de la façon dont les chercheurs comprennent leur propre travail.

Karl Popper (1902 à 1994): la falsifiabilité

La philosophie des sciences de Popper repose sur une seule idée puissante: une théorie est scientifique si et seulement si elle est falsifiable. Une théorie scientifique digne de ce nom fait des prédictions qui pourraient en principe se révéler fausses. Si aucune observation possible ne peut la réfuter, ce n’est pas de la science, mais de la métaphysique, de la pseudoscience ou du dogme.

Ce critère était conçu pour distinguer la relativité d’Einstein, qui faisait des prédictions audacieuses et testables, de la psychanalyse freudienne et du matérialisme historique marxiste qui, selon Popper, pouvaient expliquer après coup n’importe quelle observation sans rien prédire de précis à l’avance.

Le falsificationnisme a été critiqué et raffiné, Thomas Kuhn, Imre Lakatos et Paul Feyerabend y ont apporté des corrections importantes, mais il reste le critère de démarcation le plus cité entre science et non-science. Quand un chercheur dit « ce n’est pas une hypothèse testable », il applique, consciemment ou non, le critère de Popper.

Thomas Kuhn (1922 à 1996): les changements de paradigme

La structure des révolutions scientifiques, publiée par Kuhn en 1962, a introduit la notion de changement de paradigme et modifié notre façon de penser le progrès scientifique. Kuhn soutient que la science n’avance pas par accumulation graduelle. Elle alterne entre des périodes de « science normale », où l’on travaille à l’intérieur d’un cadre accepté, et des périodes de « science révolutionnaire », où les anomalies s’accumulent jusqu’à ce que l’ancien cadre s’effondre et qu’un nouveau le remplace.

La révolution copernicienne, la mécanique de Newton, l’évolution de Darwin, la relativité d’Einstein et la mécanique quantique en sont autant d’exemples. Chaque fois, il ne s’agissait pas seulement de données nouvelles mais d’une manière radicalement nouvelle de voir, avec de nouvelles questions, de nouvelles méthodes et de nouveaux présupposés.

Le travail de Kuhn a fait polémique parce qu’il présente le changement scientifique comme en partie social, façonné par les valeurs et les engagements des communautés savantes et pas seulement par la preuve et la logique. Cette idée a été célébrée autant que détournée, mais elle reste indispensable pour comprendre comment la science fonctionne réellement.

Les visages derrière les idées

Philosophie et science ont toujours été entrelacées. Les penseurs de cette liste n’ont pas commenté la science de l’extérieur: ils ont façonné ses méthodes, ses exigences et l’idée qu’elle se fait d’elle-même. Sans la logique d’Aristote, l’expérimentalisme de Bacon, les mathématiques de Descartes et la falsifiabilité de Popper, la science telle que nous la connaissons n’existerait pas.

L’histoire visuelle de cette tradition, des premiers philosophes de la nature aux savants du XIXe siècle, est réunie dans Portraying Science (édition anglaise), publié par Kronecker Wallis. Ce livre de 400 pages raconte l’histoire des sciences par les portraits de ceux qui l’ont bâtie: peintures à l’huile, gravures et photographies de mathématiciens, de physiciens, de chimistes et d’astronomes du XVIe au XIXe siècle. Voir les visages derrière les idées donne une dimension humaine à une histoire trop souvent racontée en abstractions.

Beaucoup des savants dont le travail a été marqué par ces idées philosophiques ont laissé des textes qui restent des jalons de la pensée. Les Principia de Newton, écrits dans cette tradition de déduction euclidienne qu’Aristote aurait reconnue, appliquent la vision mathématique de Descartes au mouvement des planètes. La thèse de doctorat de Marie Curie sur la radioactivité incarne l’idéal baconien de l’expérience méthodique et l’idéal poppérien de l’hypothèse audacieuse et testable: elle affirmait que la radioactivité est une propriété de l’atome, affirmation qu’un seul contre-exemple aurait pu réfuter et qui ne l’a jamais été.

Les fondations mathématiques qui ont rendu tout cela possible commencent avec les Éléments d’Euclide, le livre qui a appris aux philosophes comme aux savants à quoi ressemble une démonstration rigoureuse, et qui reste le point de départ pour comprendre la méthode axiomatique sur laquelle reposent les mathématiques et la physique modernes.

La conversation continue

Le rapport entre philosophie et science n’est pas une curiosité d’historien. C’est une conversation en cours. Aujourd’hui, les philosophes des sciences travaillent sur les fondements de la mécanique quantique, sur l’épistémologie des modèles climatiques, sur l’éthique de l’intelligence artificielle et sur la logique de l’inférence statistique. Les scientifiques, qu’ils le sachent ou non, travaillent à l’intérieur de cadres philosophiques qui déterminent ce qui compte comme preuve, comme explication et comme savoir.

Les penseurs de cette liste n’étaient pas d’accord entre eux. Aristote et Bacon avaient des vues opposées sur la façon dont s’acquiert le savoir. Hume et Kant ont donné des réponses contraires à la même question. Popper et Kuhn se sont affrontés sur la nature du progrès. Ensemble, pourtant, ils ont construit l’échafaudage intellectuel sur lequel repose toute l’entreprise scientifique. Comprendre leurs idées n’est pas une distraction par rapport à la science. C’est une part essentielle de la compréhension de ce qu’est la science.