Introduction

Philosophie des sciencesséance 1

M. Cozic

M. Cozic Introduction Philosophie des sciences séance 1

remerciements à...

I ...Denis Bonnay

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qu’est-ce que la science ?

I réponse 1:X la physique, la chimie, la biologie, les mathématiques,etc...sont des sciencesX la théologie, la peinture, l’haltérophilie, etc...ne sont pasdes sciences

I mais qu’est-ce qui fait que la physique, la chimie, labiologie, etc...sont des sciences, alors que la théologie, lapeinture, l’haltérophilie, etc. ne le sont pas ?

I donner une liste ne suffit pas: on veut savoir ce qu’ont encommun les différentes sciences

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qu’est-ce que la science ?

I réponse 2: la science est la tentative pour expliquer etprédire ce qui se passe dans notre monde• expliquer: pourquoi les choses sont comme elles sont ?• prédire: quelles choses vont se produire ?I problème:- les religions, les mythes, etc. cherchent à expliquer

beaucoup de choses de notre monde (ex: l’origine dumonde)

- l’astrologie cherche à prédire des événements

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qu’est-ce que la science ?

I réponse 3: la science est la tentative pour expliquer etprédire ce qui se passe dans notre monde par la méthodescientifique

I question: qu’est-ce que “la” méthode scientifique ?• le recours à l’expérimentation ? beaucoup de sciences

n’ont pas recours à l’expérimentation. L’astronomie, qui aété (et qui reste) un modèle de scientificité, n’est pas unescience expérimentale.• la construction de théories ? en un sens (très) large de

théorie, les théories ne sont pas l’apanage des sciences

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qu’est-ce que la science ?

I question: qu’est-ce que “la” méthode scientifique ?• la construction de théories mathématisées ? on peut faire

(et on fait) de la bonne science sans théoriemathématique; on peut construire des théoriesmathématisées délirantes...

I ces caractéristiques sont certainement importantes, maisde toute façon les citer ne suffit pas: il faut expliquerpourquoi telle ou telle caractéristique de la science est cequi explique ce que l’on valorise dans la science: sonsuccès, sa rationalité, etc.

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1. La science moderne: quelques repères historiques

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I origines de la science moderne: en Europe, entre 1500 et1750, on assiste à développement spectaculaire desconnaissances

I ce développement ne naît pas de rien: nombreusesconnaissances scientifiques dans l’Antiquité déjà. ChezAristote par exemple, on trouve des études qui relèvent dela physique, de l’astronomie, la cosmologie, la biologie, etc

I les idées aristotéliciennes jouaient d’ailleurs encore un rôlecentral dans les sciences européennes au XVI

I les changements qui s’opèrent dans la pensée scientifiqueà cette époque introduisent de nombreuses ruptures (cf.ci-après), si bien qu’on parle couramment de révolutionscientifique pour qualifier le passage de la sciencemédiévale à la science moderne

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la révolution Copernicienne

I Nicolas Copernic (1473-1543) expose et défend unethéorie héliocentrique dans Des Révolutions des sphèrescélestes (voir illustration)

I la théorie qui dominait alors était la théorie géocentriqueissue de l’astronomie de Ptolémée (90-168) consignéedans l’Almageste (voir illustration)

I condamnation par l’Eglise en 1616, qui n’abandonna lathéorie géocentrique qu’au milieu du XVIIIè (par...BenoitXIV)

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Copernic

. Copernic, Préface à Des Révolutions

“j’ai commencé, moi aussi, à penser à la mobilité de la terre. Etquoique l’opinion semblait absurde, cependant, puis donc que jesavais qu’à d’autres avant moi fut accordée la liberté d’imaginern’importe quels cercles afin d’en déduire les phénomènes desastres, je pensai qu’il me serait également permis de fairel’expérience de rechercher si, en admettant quelque mouvementde la terre, on ne pouvait trouver une théorie plus solide desrévolutions des orbes célestes que ne l’étaient celles de ceux-ci.”

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Copernic

. Copernic, Préface à Des Révolutions

“ C’est ainsi que, étant posés les mouvements que plus basdans mon oeuvre j’attribue à la terre, je trouvai enfin par delongues et nombreuses observations que, si les mouvementsdes autres astres errants étaient rapportés au mouvement[orbital] de la terre et que celui-ci était pris pour base de larévolution de chacun des astres, non seulement en découlaientles mouvements apparents de ceux-ci, mais encore l’ordre et lesdimensions de tous les astres et orbes, et qu’il se trouvait au ciellui-même une connexion telle que dans aucune de ses partieson ne pouvait changer quoi que ce soit sans qu’il s’ensuive uneconfusion de toutes les autres et de l’Univers tout entier.”

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le système géocentrique

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le système héliocentrique

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les lois de Kepler

I Johannès Kepler (1571-1630): l’orbite des planètes autourdu Soleil n’est pas circulaire mais elliptique (première deses trois lois)

I les 2 autres lois portent sur la vitesse de rotation desplanètes

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Galilée

I Galilée (1564-1642) contribua à l’astronomie, mais aussi àla mécanique = science du mouvement des corps

I hypothèse aristotélicienne : lescorps plus lourds tombent plus viteque les corps plus légers

I (pseudo ?) expérience de la Tour dePise: les corps en chute libretombent à la même vitesse

I attention: il faut évidemment faireabstraction de la résistance de l’air

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Galilée

I loi de la chute des corps: les corps en chute libreaccélèrent uniformément i.e. ils gagnent la même vitessedans le même intervalle de temps

I Galilée est souvent vu comme le premier physicisienmoderne:

(i) utilisation des mathématiques en physique - cela ne va pasde soi

(ii) recours à l’expérimentation

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Galilée sur les mathématiques

. Galilée, L’essayeur (Il Sagiattore)

“La philosophie est écrite dans ce vaste livre qui constammentse tient ouvert devant nos yeux (je veux dire l’Univers), et on nepeut le comprendre si d’abord on n’apprend à connaître lalangue et les caractères dans lesquels il est écrit. Or il est écriten langue mathématique, et ses caractères sont les triangles,les cercles, et autres figures géométriques, sans lesquels il esthumainement impossible d’en comprendre un mot, sanslesquels on erre vainement en un labyrinthe obscur.”

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la physique newtonienne

I les Principes Mathématiques de laPhilosophie Naturelle (1686) d’IsaacNewton (1643-1727) sont le pointd’orgue de la révolution scientifique

I deux contributions fondamentales:(A) les trois lois du mouvement(B) la loi de la gravitation universelle

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la physique newtonienne: les trois lois du mouvement

(A) les trois lois du mouvement(1) principe d’inertie

“Tout corps persévère dans l’état de repos ou de mouvementuniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins quequelque force n’agisse sur lui, et ne le contraigne à changerd’état.”

(2) loi fondamentale de la dynamique“Les changements qui arrivent dans le mouvement sontproportionnels à la force motrice, et se font dans la ligne droitedans laquelle cette force a été imprimée.”

(3) égalité de l’action et de la réaction“L’action est toujours égale et opposée à la réaction ; c’est-à-direque, que les actions de deux corps l’un sur l’autre sont toujourségales, et dans des directions contraires.”

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la physique newtonienne: les trois lois du mouvement

(A) les trois lois du mouvement dans la théorie standard:(1) principe d’inertie

si−→F = 0, alors −→a = 0

où−→F est l’ensemble des forces qui s’exercent sur le corps

et −→a = 0 son accélération (le changement de sa vitesse)(2) loi fondamentale de la dynamique−→

F = m−→aoù m est la masse du corps

(3) égalité de l’action et de la réaction−→F A→B = −

−→F B→A

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la physique newtonienne: la gravitation universelle

I force gravitationnelle Fg : pour toute paire de corps 1, 2,ces deux corps s’attirent proportionnellement à leursmasses, inversement proportionnellement au carré de ladistance qui les sépare. La valeur de Fg est alorsFg = G × (m1 ×m2)/r2

où r est la distance entre 1 et 2.

F F1 2m1

m2

r

F F1 2= = _G×r 2

m1m2

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la physique newtonienne

I la théorie newtonienne se développe dans un cadremathématique qui joue depuis lors un rôle fondamental enphysique (et dans d’autres sciences) - le calcul infinitésimal

I la théorie newtonienne permet de rendre compte de trèsnombreux phénomènes, et simultanément desphénomènes célestes et terrestres:

- lois de Kepler- lois de la chute des corps de Galilée

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le succès de la physique newtonienne

I fantastique succès de la physique newtonienne ouphysique classique...

(i) ...comme voie à suivre pour le savoir humain en général

• exemple: Hume dans le Traité de la Nature Humaine(1739) entend construire une science de l’homme àl’image de la physique newtonienne

(ii) ...qui domine la physique jusqu’à la fin du XIXè siècle

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la physique contemporaine

I on a cependant découvert au XXè siècle que la physiqueclassique ne valait pas

I pour des corps très massifs ou se déplaçant à desvitesses proches de celle de la lumière théorie de la relativité (Einstein)

I dans le “très” (très) petit mécanique quantique

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les progrès de la science

I la science physique n’est évidemment pas la seule à avoirconnu des développements spectaculaires

I Charles Darwin (1809-1882) propose sa théorie del’évolution dans L’origine des espèces (1859)

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la théorie de l’évolution

I selon la théorie de l’évolution, les espèces que l’onobserve aujourd’hui n’ont pas été créées telles quellesmais ont évolué d’espèces ancestrales

I l’évolution des espèces est régie par la sélection naturelle:certaines variations existent au sein des espèces, etl’environnement favorise plutôt telle variation que telleautre

I l’itération de ce processus permet l’apparition de nouvellesespèces à partir d’anciennes

I la théorie de l’évolution est l’un des piliers de la biologiecontemporaine...et de notre vision du monde

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la théorie de l’évolution

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la biologie moléculaire

I 2nd pilier de la biologie contemporaine: la biologiemoléculaire

I 1953: Watson & Crick découvrent lastructure de l’ADN, le matérielhéréditaire qui constitue les gènesdans les cellules des organismes

I explique comment l’informationgénétique peut être transmise deparents en descendants

I 1990-2003: séquençage complet del’ADN du génome humain

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nouvelles frontières

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2. la philosophie des sciences

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la philosophie des sciencesI la philosophie des sciences (PSci) est aujourd’hui l’une

des principales branches de la philosophieI la philosophie générale des sciences s’intéresse aux

questions épistémologiques et ontologiques transversalessoulevées par l’activité scientifique

I questions épistémologiques: par quels moyens la scienceatteint-elle ses connaissances ? quelle confiance devontnous accorder à ce que la science avance ?...

I questions ontologiques: quel statut faut-il accorder auxentités et propriétés (parfois étranges) qui peuplent lesthéories scientifiques ?

I la philosophie des sciences spéciales s’intéresse auxquestions (épistémo. ou onto.) soulevées par desdisciplines scientifiques particulières

I philosophie de la physiqueI philosophie de la biologieI philosophie des sciences socialesI philosophie des sciences cognitivesM. Cozic Introduction Philosophie des sciences séance 1

exemple

I exemple: quand ils comparent leurs hypothèses à desdonnées empiriques, les scientifiques parlent très souventde confirmation et d’infirmation

I leur objectif n’est pas de savoir ce qu’est la confirmation oul’infirmation; c’est de savoir si telle donnée confirme tellethéorie

I le philosophe des sciences adopte un point de vue réflexif:il se demande en quoi consiste exactement laconfirmation, quels sont les principes tacites qui guidentl’usage du concept

I il adopte également un point de vue évaluatif: il sedemande si de tels principes sont compatibles entre eux,et s’ils sont justifiables

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organisationI le cours s’organise autour des notions et des questions

fondamentales de la philosophie des sciences:(1) le raisonnement scientifique

Au coeur du raisonnement scientifique: la liaison entre théoriesscientifiques et données empiriques. Comment fonctionne etcomment doit fonctionner cette mise en relation ?

(2) explications, lois et causalitéQu’est-ce qu’une explication ? Qu’est-ce qu’une loi de la nature? qu’est-ce que la causalité ?

(3) réalisme et anti-réalismeLes théories scientifiques sont peuplées d’entités et depropriétés étranges. Doit-on croire en l’existence de ces entités?

(4) le changement scientifiqueComment la science évolue-t-elle ? Le fait-elle de manièrerationnelle ?

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la philosophie des sciences

I la philosophie des sciences (PSci) se distingue deI l’histoire des sciences: étude du développement historique

de domaines de l’activité scientifique (histoire des théories,des expériences, des innovations, des instruments...)

I la sociologie des sciences: étude de la science commeactivité sociale (ex: les institutions scientifiques, la divisiondu travail scientifique, les conditions et les effets sociauxde la science)

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3. science et non-science

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le problème de la démarcation

I pour achever cette introduction, revenons à la questiondont nous étions partis, la question de savoir ce quidistingue la science

I problème de la démarcation = problème de savoir ce quidistingue les sciences des non-sciences oupseudo-sciences

I ce problème a été très discuté dans les années 1930 oùdeux théories de la démarcation se sont affrontées: celledes positivistes logiques du Cercle de Vienne et celle deK. Popper

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la démarcation selon le positivisme logique

I l’objectif est de séparer la science de la “métaphysique” àlaquelle les positivistes sont très hostiles

I hypothèse de départ: science et non-science se séparentsur la base de leurs propositions

I idée fondamentale: les propositions de la science sontdouées de signification tandis que celles des non-sciencesne le sont pas

I question: quand un énoncé est-il doué de signification ?

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la démarcation selon le positivisme logique

I théorie vérificationniste de la signification: la significationd’un énoncé est la méthode par laquelle on le vérifie i.e.par laquelle on établit qu’il est vrai

Carnap: “Un énoncé ne dit que ce qui en lui est vérifiable”I la méthode de vérification d’un énoncé S est l’ensemble

des observations (en fait, des énoncés d’observation) quipermettent d’établir S

I les énoncés des sciences satisfont au critèrevérificationniste, pas ceux des non-sciences

• exemple: “le Néant néantit” (Heidegger, Qu’est-ce que lamétaphysique ?)

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la démarcation selon le positivisme logique

. R. Carnap (1929), “La conception scientifique du monde”

Lorsque quelqu’un affirme : “Il y a un Dieu”, ”L’Inconscient est lefondement originaire du monde”, ”Il y aune entéléchie commeprincipe directeur du vivant”, nous ne lui disons pas : ”ce que tudis est faux”, mais nous lui demandons : ”Qu’est-ce que tusignifies avec tes énoncés ?” Une démarcation très netteapparaît alors entre deux espèces d’énoncés : d’un côté lesaffirmations telles que les formules de la science empirique ; leursens peut être constaté par l’analyse logique, plus précisémentpar un retour aux énoncés les plus simples portant sur le donnéempirique. Les autres énoncés, parmi lesquels ceux que l’onvient de citer, se révèlent complètement dénués de significationquand on les prend au sens où l’entend le métaphysicien.

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la démarcation selon Popper

I Popper rejette deux thèses:- celle selon laquelle sciences vs. non-science correspond à

doué de signification vs. dénué de signification- celle selon laquelle un énoncé est scientifique ssi il est

vérifiableI Popper n’abandonne ni l’idée qu’il existe un critère de

démarcation, ni celle selon laquelle ce critère s’appliqueaux énoncés

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la démarcation selon Popper

I pourquoi la démarcation positiviste n’est-elle pas bonne ?(1) les lois scientifiques à prétention universelles (ex: les lois

de la mécanique de Newton) ne sont pas vérifiables; ellesne seraient donc pas scientifiques !

(2) les concepts scientifiques ne sont pas réductibles à desconcepts formés à partir de propriétés observables

(3) une simple négation appliquée à un énoncé peut le rendreinvérifiable: faut-il en conclure que l’énoncé perd sasignification en état nié ?

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la démarcation selon Popper. Popper (1964)

“...un système n’est scientifique que s’il fait des assertions quipeuvent entrer en conflit avec des observations(...)Cette conception de la science voit dans son attitude critique sacaractéristique la plus importante. Un savant doit donc examinerune théorie afin de savoir si elle peut faire l’objet d’unediscussion critique: si elle s’expose aux critiques de toutesnatures; et - si oui - si elle peut y résister. La théorie de Newtonpar exemple prédisait certaines déviations par rapport aux loisde Kepler (en raison des interactions entre planètes). Cesobservations n’avaient pas été observées à l’époque. Elles’exposait donc à des réfutations empiriques effectuables, dontl’échec signifiait le succès de la théorie.(...)Les théories non testables n’ont aucun intérêt pour leschercheurs de sciences empiriques. On peut les qualifier demétaphysiques.”

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la démarcation selon Popper

. Popper (1963), Conjectures et réfutations“1) Si ce sont des confirmations que l’on recherche, il n’est pasdifficile de trouver, pour la grande majorité des théories, desconfirmations ou des vérifications.2) Il convient de ne tenir réellement compte de ces confirmationsque si elles sont le résultat de prédictions qui assument uncertain risque ; autrement dit, si, en l’absence de la théorie enquestion, nous avions dû escompter un événement qui n’auraitpas été compatible avec celle-ci - un événement qui l’eût réfutée.3) Toute “bonne " théorie scientifique consiste à proscrire : àinterdire à certains faits de se produire. Sa valeur estproportionnelle à l’envergure de l’interdiction.4) Une théorie qui n’est réfutable par aucun événement qui sepuisse concevoir est dépourvue de caractère scientifique. Pourles théories, l’irréfutabilité n’est pas (comme on l’imaginesouvent) une vertu mais un défaut.”

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la démarcation selon Popper. Popper (1963)

“5) Toute mise à l’épreuve véritable d’une théorie par des testsconstitue une tentative pour en démontrer la fausseté ou pour laréfuter. Pouvoir être testée c’est pouvoir être réfutée ; mais cettepropriété comporte des degrés : certaines théories se prêtentplus aux tests, s’exposent davantage à la réfutation que lesautres, elles prennent, en quelque sorte, de plus grands risques.6) On ne devrait prendre en considération les preuves quiapportent confirmation que dans les cas où elles procèdent detests authentiques subis par la théorie en question ; on peutdonc définir celles-ci comme des tentatives sérieuses, quoiqueinfructueuses, pour falsifier) telle théorie (j’emploie désormaispour les désigner le terme de “preuves corroborantes ").7) Certaines théories, qui se prêtent véritablement à êtretestées, continuent, après qu’elles se sont révélées fausses,d’être soutenues par leurs partisans - ceux-ci leur adjoignentune quelconque hypothèse auxiliaire, à caractère ad hocÿ oubien en donnent une nouvelle interprétation ad hoc permettantde soustraire la théorie à la réfutation. Une telle démarchedemeure toujours possible, mais cette opération de sauvetage apour contrepartie de ruiner ou, dans le meilleur des cas,d’oblitérer partiellement la scientificité de la théorie (j’ai appelépar la suite ce type de sauvetage théorique “coup de pouceconventionnaliste ", ou “stratagème conventionnliste ").On pourrait résumer ces considérations ainsi : le critère de lascientificité d’une théorie réside dans la possibilité de l’invalider,de la réfuter ou encore de la tester.”

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la démarcation selon Popper

I deux exemples de théories que Popper considère commenon-scientifiques:

(1) la théorie psychanalytique(2) la théorie marxiste de l’histoire

Popper ne leur reprochent pas de ne pas être confirmées, maisau contraire d’être trop facilement confirmables: toutcomportement individuel (pour la théorie psychanalytique), toutphénomène social (pour la théorie marxiste) peuvent êtreexpliquées par elles.

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la démarcation selon Popper

I la conception de Popper est simple, et elle a eu beaucoupde succès

I beaucoup de philosophes des sciences s’accordent cpdtaujourd’hui pour la rejeter, nous verrons pourquoi lors de laséance 4

I il y a de nombreuses théories scientifiques que l’on peutpréserver de données empiriques problématiques, etparfois c’est très justifiée• exemple: l’orbite d’Uranus perturbé par Neptume (Adams

et Leverrier)

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