La-démarche-scientifique.

 

Les analogies formelles entre enquête policière et recherche fondamentale.

 Certains connaissent peut-être le truculent personnage d’Hercule Poirot [01] inventé par Agatha Christie [02] et mis en scène de multiples fois dans diverses séries télévisées.

Le choix du personnage est bien entendu aléatoire et il tient beaucoup à mon âge ou à mon caractère. Peu importe ; les jeunes générations lui préfèreront sans doute des héros plus modernes dont j’ignore tout, jusqu’aux noms.

Ce choix ne les empêchera pas de percevoir le thème central de mon propos car il s’agit essentiellement de faire comprendre la manière dont progressent les sciences rationnelles.

Une comparaison avec la résolution raisonnée des intrigues policières me parait servir au mieux cet objectif pédagogique.

La mise en scène type.

Dans bien des scénarios, le metteur en scène met dès les premiers instants de l’épisode un certain nombre de faits réels et de données psychologiques concernant les personnages impliqués à disposition des spectateurs.

Munis de ces quelques éléments de compréhension, les plans se succèdent, égrènent d’autres indices et mènent plus ou moins rapidement au délit constituant le sujet du film.

Le reste de la scénographie consiste à découvrir le ou les auteurs du méfait, le ou les mobiles, le ou les circonstances exactes.

La découverte de ces données constitue le corps du -voire de plusieurs- feuilleton(s) et tient le téléspectateur en haleine.

Avec un peu de chance, une vérité couronne la démarche d’investigation, les coupables sont démasqués et la justice triomphe.

Les plus perspicaces des spectateurs auront trouvé la solution de l’énigme policière avant le héros de la série regardée.

Une comparaison osée ... pour la pédagogie.

Comment ne pas reconnaitre dans la description précédente un parallèle avec les situations auxquelles les scientifiques ont à faire face ou avec les démarches qu’ils ont à mettre en œuvre ?

La nature tout-entière constitue la scène. Elle déroule devant nos yeux une série de phénomènes plus ou moins étranges. Si étranges que bon nombre d’entre eux dont nous ne comprenions pas le mécanisme du fonctionnement était qualifiés de magiques.

Les plus curieux et les moins superstitieux d’entre les humains ont alors décidé de se poser une question fondamentale : « Existe-t-il des corrélations entre certains faits ? »

Ils se sont alors mis en quête de méthodes [03] leur permettant de répondre à cette question. Ils ont, en quelque sorte, commencé une enquête.

Leur but : réunir au sein d’un scénario unique, complet et cohérent ; dans le domaine scientifique, ce scénario s’appelle : une théorie.

De la multiplicité des scénarios plausibles.

La multiplicité des théories possibles proposées pour expliquer un même ensemble de faits expérimentaux est à n’en pas douter une des difficultés les plus complexes à laquelle la recherche fait face.

Par exemple, avant la mesure expérimentale de l’énergie associée au boson de Higgs, plus d’une centaine de théories circulaient entre les mains des experts.

Ce genre de situations est la source de nombreux embarras : intellectuels (quelle est la bonne théorie ?), existentiels (quels crédits sonnants et trébuchants accorder à une école de pensée dont la théorie s’avèrerait fausse ?), etc.

Comme la réalité physique est a priori unique, l’existence de deux scénarios disjoints paraît toujours suspecte. La réponse à la question « Lequel des scénarios est le plus juste ? » est cruciale lorsqu’il s’agit d’une enquête policière ; elle ne l’est pas moins en science.

Ces zones de doute signent souvent un carrefour, un aiguillage de la pensée. Suivre une mauvaise piste peut mener un(e) innocent(e) en prison (cadre policier) ou couter des années de travail et quelques milliards d’euros (cadre scientifique).

C’est un point sur lequel la chercheuse allemande, Madame S. Hossenfelder, a longuement insisté sur son blog et qu’elle a illustré au travers des déboires de la physique des particules dans son ouvrage intitulé (traduction française) : « Perdu dans les maths » [04].

Pour le moins, l’existence de scénarios multiples prouve que diverses équipes ont chacune su développer une logique propre cohérente permettant d’intégrer l’ensemble des indices connus. Nous disons qu’elles ont une pensée autonome, indépendante l’une de l’autre.

Pour autant, toutes ces équipes sont constituées d’êtres humains et -à cause de cela- il n’est pas illogique de penser qu’il existe des similitudes dans leurs façons de procéder.

Bien qu’étonnante, la question suivante mérite alors d’être posée : « Se peut-il que les scénarios apparemment distincts soient en réalité deux visage d’une logique unique plus profonde ? »

Plus généralement, si cette question reçoit une réponse positive, alors la distinction entre les deux scénarios n’est que simple illusion due à une insuffisance d’analyse. Par exemple, les physiciens ont mis longtemps à comprendre l’équivalence entre la représentation de Heisenberg et celle de Schrödinger en mécanique quantique.

Si au contraire la réponse est négative, alors il existe bien deux ensembles théoriques cohérents distincts décrivant une réalité physique unique. Cette éventualité est particulièrement troublante. La compétition entre la théorie de la gravitation d’A. Einstein et celle d’E. Cartan illustre à merveille cette indécidabilité entre deux constructions théoriques.

Comment sortir de l’indécidabilité ?

Un moyen possible de faire disparaitre le doute consiste à analyser et à réanalyser sans cesse jusque dans les moindres retranchements les conséquences de chaque scénario.

Par exemple : (i) en recensant tous les signes qui devraient en principe l’accompagner ; (ii) à comparer cette liste avec celle des premiers indices ayant motivé le scénario ; (iii) à découvrir expérimentalement ceux dont l’existence n’avait pas été précisée dans les données initiales.

Si une équipe découvre finalement au moins un de ces indices discrets passés sous silence lors des premières observations alors que l’autre équipe n’en trouve pas en suivant sa logique propre, il y a de forte présomption pour que le scénario de la première soit plus correct que celui de son homologue.

Certaines enquêtes policières captivent le téléspectateur plus que d’autres parce qu’elles présentent un ou plusieurs rebondissements. Il en est, toute proportion gardée, un peu de même en recherche fondamentale. Les équipes accumulent une multitude d’indices qui semblent corroborer leur scénario initial et central. Des écoles de pensées se dessinent au cours du temps.

Cependant au bout du compte, en même temps que les motifs de satisfaction, toute une série d’indices apparaissent aussi au fil des expériences et des mesures que ni l’une ni les autres savent expliquer. Les équipes ne parviennent pas raisonnablement à les incorporer au sein de leurs théories. Dans ce cas, le monde de la physique est en crise.

C’est ce qui s’est passé à la fin du dix-neuvième siècle, avant l’énoncé des théories de Maxwell et d’Einstein. A en croire certains débats actuels, c’est peut-être ce qui est à nouveau en train de se dérouler sous nos yeux à cause des déboires de la théorie de supersymétrie, de l’absence d’expériences validant l’une ou l’autre des propositions théoriques concernant la gravitation quantique ou des insuffisances du modèle cosmologique standard.

Pour autant, crise ne rime pas forcément avec désespoir. Les périodes de difficultés intenses justifient -plus encore que les phases prospères- le recours à la démarche rationnelle. Celle-ci exige d’en passer par le crible de l’expérience.

La science a toujours et encore besoin de fins esprits qui lui permettent de se faufiler dans les méandres des indices et dans le labyrinthe de la réalité.  

© Thierry PERIAT.     

Bibliographie indicative et succincte :

[01] Article sur le personnage d’Hercule Poirot ; https://fr.wikipedia.org/wiki/Hercule_Poirot

[02] Article sur l’auteur Agata Christie ; https://fr.wikipedia.org/wiki/Agatha_Christie

[03] Le « Discours de la méthode » de René Descartes en est une illustration mémorable.

[04] Hossenfelder, S. : Lost in Maths.

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Date de dernière mise à jour : 23/12/2021