Contents
Que signifie prouver une théorie scientifique ? Quel est le rôle des mathématiques dans les sciences ? Comment définir la méthode scientifique ? Examinez la façon fondamentale dont les gens considèrent la science, ce que signifie prouver et si une hypothèse peut être prouvée ou non.
La conversation commence
L’histoire commence par un e-mail qui semble critiquer mon soutien à la théorie du big bang qui, après tout, est impossible à prouver. L’auteur du courrier électronique a indiqué qu’il pensait que cela était lié au fait que dans mon article « Introduction à la méthode scientifique », j’ai la ligne suivante
Analyser les données – utiliser une analyse mathématique appropriée pour voir si les résultats de l’expérience soutiennent ou réfutent l’hypothèse.
Il a laissé entendre que mettre l’accent sur « l’analyse mathématique » était trompeur. Il a affirmé que les mathématiques ont été abordées plus tard, par des théoriciens qui pensaient que la science pouvait être mieux expliquée en utilisant des équations et des constantes attribuées arbitrairement. Selon l’auteur, les mathématiques peuvent être manipulées pour obtenir les résultats souhaités, en se basant sur les idées préconçues du scientifique, comme ce qu’Einstein a fait avec la constante cosmologique.
Cette explication comporte de nombreux points intéressants, et plusieurs qui me semblent bien loin de la vérité. Examinons-les point par point au cours des prochains jours.
Pourquoi toutes les théories scientifiques sont impossibles à prouver
La théorie du big bang est absolument impossible à prouver. En fait, toutes les théories scientifiques sont impossibles à prouver, mais le big bang en souffre un peu plus que la plupart.
Quand je dis que toutes les théories scientifiques sont impossibles à prouver, je fais référence aux idées du célèbre philosophe des sciences Karl Popper, qui est bien connu pour avoir discuté de l’idée qu’une idée scientifique doit être falsifiable. En d’autres termes, il doit y avoir un moyen (en principe, si ce n’est en pratique) d’obtenir un résultat qui contredit une idée scientifique.
Toute idée qui peut être constamment déplacée de manière à ce que n’importe quel type de preuve lui convienne n’est pas, selon la définition de Popper, une idée scientifique. (C’est pourquoi le concept de Dieu, par exemple, n’est pas scientifique. Ceux qui croient en Dieu utilisent à peu près tout pour étayer leur affirmation et ne peuvent pas apporter de preuves – à moins de mourir et de découvrir que rien ne s’est passé, ce qui ne donne malheureusement que peu de données empiriques dans ce monde – qui pourraient, même en théorie, réfuter leur affirmation).
L’une des conséquences du travail de Popper sur la falsifiabilité est de comprendre qu’on ne peut jamais vraiment prouver une théorie. Ce que font les scientifiques, c’est plutôt de trouver des implications à la théorie, de faire des hypothèses basées sur ces implications, puis d’essayer de prouver cette hypothèse spécifique, vraie ou fausse, par le biais d’une expérience ou d’une observation attentive. Si l’expérience ou l’observation correspond à la prédiction de l’hypothèse, le scientifique a obtenu un soutien pour l’hypothèse (et donc la théorie sous-jacente), mais ne l’a pas prouvé. Il est toujours possible qu’il y ait une autre explication pour le résultat.
Toutefois, si la prédiction s’avère fausse, la théorie peut alors présenter de graves lacunes. Pas nécessairement, bien sûr, parce qu’il y a trois étapes potentielles qui pourraient contenir la faille :
- le dispositif expérimental
- le raisonnement qui a conduit à l’hypothèse
- la théorie sous-jacente elle-même
Les preuves qui contredisent la prédiction peuvent être le résultat d’une erreur dans la conduite de l’expérience, ou peuvent signifier que la théorie est solide, mais la façon dont le scientifique (ou même les scientifiques en général) l’a interprétée présente certaines failles. Et, bien sûr, il est possible que la théorie sous-jacente soit tout simplement fausse.
Permettez-moi donc d’affirmer catégoriquement que la théorie du big bang est totalement indémontrable… mais elle est cohérente, dans l’ensemble, avec tout ce que nous savons sur l’univers. Il y a encore beaucoup de mystères, mais très peu de scientifiques pensent qu’ils seront résolus sans une variation du big bang dans un passé lointain.
Sous la direction de Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
