“Ce n’est qu’une théorie” – pour de vrai.
12 juillet 2021

Cet article fait suite au “Créationnisme défendu par la méthode scolastique“. Dans ce premier article, je décrivais pourquoi il faut préférer le système théologique à la théorie physique. Parmi les arguments que je déployais, je disais que les théories physiques se suivent sans se succéder et que le système théologique avait une plus grande continuité, sur la base de Thomas Kuhn. À l’époque, on m’avait fait remarquer que j’exagérais sur ce point, qu’il y a bien une continuité entre les théories physiques, même si elle n’est pas de même nature. Je reviens sur ce point aujourd’hui, grâce à des explications fournies par Pierre Duhem dans son livre La théorie physique : son objet, sa structure (1906). Nous verrons que les réflexions présentées dans mon premier article sont renforcées par le statut réel des théories physiques.

Pour défendre le créationnisme, nous disons souvent que l’évolutionnisme “n’est qu’une théorie”, sous-entendant par là qu’il ne s’agit que d’une construction mentale basée sur des faits, qui ne sont pas nécessairement interprétables, tels qu’on nous l’apprend au lycée. Oui il y a des fossiles, mais de là à en tirer “l’arbre phylogénétique”, il y a un pas qui est purement mental. À ceci on répond alors que ce n’est pas qu’une théorie, mais que l’évolutionnisme décrit si bien la réalité que c’est la réalité elle-même. Nous allons voir ce que leur oppose Pierre Duhem, un grand scientifique français (et très catholique) du début du vingtième siècle, qui a fait de grandes contributions en thermodynamique, mais aussi en histoire des sciences et en philosophie des sciences.

En photo: Pierre Duhem

Qu’est-ce qu’une théorie physique ?

À l’ouverture de son livre, Pierre Duhem présente deux modèles de ce qu’est une théorie physique :

  1. L’objet d’une loi physique est l’explication d’un ensemble de lois expérimentales. Par explication, nous signifions ce processus de dépouiller la réalité des apparences qui l’enveloppent comme des voiles, afin de voir cette réalité nue et face à face. (p.6)
  2. L’objet d’une loi physique est de résumer et classer logiquement un ensemble de lois expérimentales, sans chercher à expliquer ces lois ou faits expérimentaux.

On distingue donc deux parties à une théorie physique :

  • Une partie expérimentale, qui décrit les faits expérimentaux.
  • Une partie hypothétique, qui prétend décrire la réalité “sous” l’expérience, comme si elle était visible.

Pierre Duhem prend l’exemple du son : nous avons un fait acoustique (dong !) qui crée en nous une perception et même une émotion. Par l’abstraction, nous distinguons différentes qualités à ce son (intensité, hauteur, octave). Par des lois expérimentales nous retrouvons les rapports entre ces abstractions (une corde pincée à mi hauteur est deux fois plus haute). Mais ce n’est là qu’une abstraction de l’extérieur de ce son, tel qu’il se présente à nous.

La théorie physique, elle, nous fait rentrer “sous la surface” du phénomène, et nous explique la réalité profonde comme si elle était superficielle. Mais comme cette explication n’est pas rendue réellement apparente à nos sens, on dit qu’elle est hypothétique.

Il prend aussi l’exemple de l’optique : il y a une loi expérimentale qui relie l’intensité de la lumière jaune à l’épaisseur et l’angle d’inclinaison d’une lame de verre qu’elle traverse. La théorie physique vient alors nous expliquer que c’est parce que la lumière est une onde qui traverse l’éther etc, sans que nous puissions voir l’éther, ni le toucher de nos mains. C’est une explication hypothétique.

Celui qui affirme que la théorie décrit la réalité dira que cette distinction est de raison pure : en vrai quand je décris la théorie de l’évolution, je décris aussi bien l’expérience que les hypothèses qui les relient. En revanche celui qui affirme que la théorie n’est qu’une méthode de classifications des faits expérimentaux dira que cette distinction est réelle : ce sont deux “modules” différents et séparables. Et le problème, c’est que l’histoire des sciences nous enseigne cette deuxième vision, plutôt que la première. Quand nous aurons fini cette section, vous comprendrez pourquoi on peut dire en toute honnêté que l’évolutionnisme n’est “qu’une théorie”.

Plusieurs hypothèses sont possibles pour un même ensemble de faits expérimentaux.

Pour illustrer comment différentes hypothèses peuvent se succéder en étant toutes fausses dans leurs parties théoriques, mais vraies dans leurs parties expérimentales, Pierre Duhem prend l’exemple du magnétisme. Jusqu’au XIXe siècle, les faits connus des physiciens n’ont pas bougés : quand on rapproche une pierre magnétique d’un métal, il l’attire, ou le repousse selon les pôles présentés. Et pourtant, il y a près de 4 théories avant le XIXe siècle (aristotéliciennes, newtonienne, cartésiennes, atomistes) incompatibles entre elles, et dont la différence n’est pas due aux faits expérimentaux :

Chacune de ces théories reproche à l’autre de ne rien expliquer du tout et chacune défend le même fait expérimental avec des explications complètement différentes. Seule la métaphysique permet de départager entre celles-ci. Bref, les théories se suivent sans se succéder, et qui nous dit que la théorie “majoritaire” actuelle ne sera pas un jour l’objet de dérision comme les théories aristotéliciennes ?

Si “L’Évolution est un fait”, qu’est-ce qui la distingue donc de ses anciennes concurrentes et rivales, qu’elle rejoindra un jour ? En réalité une telle affirmation est issue de l’ignorance au sujet de comment se fait une théorie physique.

La vraie méthode de construction d’une théorie scientifique

Il est temps de donner la vraie définition d’une théorie physique, d’après Pierre Duhem :

Une théorie physique n’est pas une explication. C’est un système de propositions mathématiques, déduites d’un petit nombre de principes, qui ont pour but de représenter aussi simplement, aussi complètement et aussi exactement que possible, un ensemble de lois expérimentales.

Duhem Pierre, La théorie physique. Son objet, sa structure, ENS Éditions, 2016. – p.16

Pour la physique, il synthétise les étapes ainsi :

  1. “Numériser” le phénomène physique étudié : identifier des grandeurs physiques numériques, qui vont former les “mots” de la théorie.
  2. Relier ces grandeurs entre elles par des hypothèses, qui vont être les “phrases” de cette théorie.
  3. Développement mathématique de la théorie. On écrit les “paragraphes” par une méthode strictement arithmétique.
  4. Comparaison de la théorie avec l’expérience. Si la théorie décrit bien l’articulation entre les faits qui est constatée par l’expérience, c’est validé.

Ainsi, une théorie vraie, ce n’est pas une théorie qui donne, des apparences physiques, une explication conforme à la réalité ; c’est une théorie qui représente d’une manière satisfaisante un ensemble de lois expérimentales ; une théorie fausse, ce n’est pas une tentative d’explication fondée sur des suppositions contraires à la réalité ; c’est un ensemble de propositions qui ne concordent pas avec les lois expérimentales. L’accord avec l’expérience est, pour une théorie, l’unique critérium de vérité.

Ibid, p.17, emphase de l’auteur

Pour la Biologie, il y aura moins de “numérique” mais l’idée reste la même : observation, hypothèse qui relie les observations, théorie qui relie les hypothèses, et comparaison avec les observations.

Autrement dit : les théories scientifiques sont des constructions intellectuelles et non la réalité directe. Selon Duhem, les théories physiques sont en fait des stratagèmes d’abstraction destinés à “compresser” le savoir physique alors que l’homme étudie à la nature. D’où le terme économie de pensée, à comprendre au sens ménager d’épargne. Ainsi, plutôt que d’apprendre toutes les particularités de la réfraction dans l’air, dans l’eau, dans le verre, dans le verre teinté, dans… on développe une théorie qui représente le tout par sin(i) = n.sin(r ) où n représente un indice du milieu, modulable à souhait. Les théories servent à compresser la connaissance scientifique pour la rendre plus gérable et plus transmissible.

Comment en arrive-t-on à dire que telle théorie est “un fait” ?

On le voit donc, les théories ne sont qu’une abstraction qui raconte le lien entre des abstractions, articulées autour d’abstractions tirées des expériences. Comment en vient-on à les confondre avec l’ordre naturel ?

Pour Duhem, c’est à cause de l’expérience esthétique que l’on éprouve en comprenant une théorie physique élégante : elle est si belle, elle correspond si bien à ce que l’on observe que l’on a envie que ce soit vrai, que l’on ne peut pas concevoir que notre création ne corresponde pas à la Création. On a l’impression que notre classification est la classification naturelle [de la nature].

Que penser alors des prédictions que l’on peut faire à partir des théories, à l’image du Boson de Higgs qui a d’abord été théorisé avant de pouvoir être validé par l’observation ?

Tout d’abord, il faut garder la tête froide et résister justement à cette tentation de considérer comme une classification naturelle ce qui sort en réalité de notre propre tête. Il est possible que nous réussissions à anticiper par le calcul certains phénomènes expérimentaux. Cela ne veut pas dire que la théorie est “réelle” mais simplement que nous avons si bien fait notre travail de théoricien que l’on a pu anticiper un élément non encore connu dans notre grande image.

Ainsi, la validité qui est tirée d’une prédiction réalisée n’est pas tant logique, qu’esthétique.

Citations historiques

Cette doctrine de la théorie physique n’est ni post-moderne, ni isolée : elle est en fait répandue chez beaucoup de scientifiques anciens. Mais avant qu’on ne s’occupe d’eux, deux citations de Thomas d’Aquin qui soutiennent cette distinction entre théorie physique hypothétique et théorie physique explicative.
Dans le commentaire du Caelo :

Les astronomes se sont efforcés de diverses manières d’expliquer ce mouvement. Mais il n’est pas nécessaire que les suppositions qu’ils ont imaginées soient vraies, car peut-être les apparences que les étoiles présentent pourraient être sauvées par quelque autre mode de mouvement encore inconnu des hommes. Aristote, cependant, usa de telles suppositions relatives à la nature du mouvement comme si elles étaient vraies. – cité p.34

Somme Théologique, Prima Pars Q32 :

On peut, dit-il, de deux manières différentes rendre raison d’une chose. La première consiste à prouver d’une manière suffisante un certain principe ; c’est ainsi qu’en Cosmologie (Scientia naturalis), on donne une raison suffisante pour prouver que le mouvement du ciel est uniforme. En la seconde manière, on n’apporte pas une raison qui prouve d’une manière suffisante le principe ; mais, le principe étant posé d’avance, on montre que ses conséquences s’accordent avec les faits ; ainsi, en Astronomie, on pose l’hypothèse des épicycles et des excentriques, parce que, cette hypothèse faite, les apparences sensibles des mouvements célestes peuvent être sauvegardées ; mais ce n’est pas une raison suffisamment probante, car elles pourraient peut-être être sauvegardées par une autre hypothèse – cité p.34

Pierre Duhem cite ensuite Newton, Laplace, Ampère et Fresnel. La citation d’Ampère est particulièrement pertinente :

Le principal avantage des formules qui sont ainsi conclues immédiatement de quelques faits généraux donnés par un nombre suffisant d’observations pour que la certitude n’en puisse être contestée, est de rester indépendantes, tant des hypothèses dont leurs auteurs ont pu s’aider dans la recherche de ces formules, que de celles qui peuvent leur être substituées dans la suite. L’expression de l’attraction universelle, déduite des lois de Képler, ne dépend point des hypothèses que quelques auteurs ont essayé de faire sur une cause mécanique qu’ils voulaient lui assigner. La théorie de la chaleur repose réellement sur des faits généraux donnés immédiatement par l’observation ; et l’équation déduite de ces faits, se trouvant confirmée par l’accord des résultats qu’on en tire et de ceux que donne l’expérience, doit être également reçue comme exprimant les vraies lois de la propagation de la chaleur, et par ceux qui l’attribuent à un rayonnement de molécules calorifiques, et par ceux qui recourent, pour expliquer le même phénomène, aux vibrations d’un fluide répandu dans l’espace ; seulement il faut que les premiers montrent comment l’équation dont il s’agit résulte de leur manière de voir et que les seconds la déduisent des formules générales des mouvements vibratoires ; non pour rien ajouter à la certitude de cette équation, mais pour que leurs hypothèses respectives puissent subsister. Le physicien qui n’a point pris de parti à cet égard admet cette équation comme la représentation exacte des faits, sans s’inquiéter de la manière dont elle peut résulter de l’une ou de l’autre des explications dont nous parlons – cité p.41-2

Conclusion

L’Évolution n’est pas un fait, mais une théorie, et quand bien même elle correspondrait aux faits expérimentaux, elle n’est qu’une économie de pensée, une façon d’arranger l’information pour la rendre transmissible. Dieu ne consulte pas les manuels de biologistes pour préserver la nature, et sa Parole ne sont pas les équations des physiciens.

Cette théorie ne mérite donc pas plus de respect qu’une quelconque autre œuvre intellectuelle.


Illustration: Les alchismistes, de Pietro Longi, 1757

Etienne Omnès

Mari, père, appartient à Christ. Les marques de mon salut sont ma confession de foi et les sacrements que je reçois.

2 Commentaires

  1. Laurent Dang-Vu

    Salut Etienne, tu pourrais expliquer comment tout ce que tu dis sur la physique s’applique à l’évolution (en gros la bio) ? Je trouve que c’est pas clair.

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    • Etienne Omnès

      Oui et non. Duhem mentionne plusieurs fois la physiologie (science du corps) comme un contre-exemple de la méthode scientifique qui s’applique à la physique, surtout dans la partie 2: En gros, il dit qu’en physiologie tu mets tes électrodes sur un muscle -> réaction -> conclusion alors qu’en physique, rien que le fait de construire une expérience est rempli d’abstraction et d’engagement théoriques préalables.

      Je pense que c’est vrai de la biologie, dans la mesure où l’on ne vas pas vers l’abstraction. Mais plus la biologie est “mathématisée” et décrit des choses qui ne sont pas directement visibles, et plus elle tombe sous le modèle de Duhem.

      Pour ce qui est de l’évolution en revanche, j’ai assez confiance sur l’application de la critique de Duhem: il y a bien une séparation assez radicale entre les observations (fossiles, génome, phénotypes etc) et *l’explication* qui en tirée. On peut d’ailleurs mettre d’autres explications sur les mêmes faits et ça “marche” aussi (par ex: évolutionnisme ponctué, ou bien ceux qui préfèrent abandonner l’idée d’arbre de la vie au profit de l’image de la toile d’araignée…). Et cette explication dépend de la métaphysique qu’on y met. Enfin, les “expériences” et interprétations qu’on y met dépendent de l’adhésion préalable à tout le corpus de doctrines évolutionniste. Donc même si l’évolutionnisme est une doctrine de biologie, elle est assez “physique” dans sa structure et tombe sous la critique de Duhem.

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