A propos des interprétations théoriques des résultats expérimentaux

Dans les articles scientifiques, la convention actuelle est d'utiliser la méthode IMRAD : I comme introduction, M comme méthodes et matériels, R comme résultats, et D comme discussion.

Il s'agit ici de ce dernier point, parce que j'observe que je suis tout souvent très insatisfait de ce qui est proposé dans les articles scientifiques que je lis.

Dans d'autres textes, j'ai discuté la question des interprétations, signalant que je vois une petite différence entre discussion et interprétations  : je trouve le mot interprétation assez juste quand il s'agit d'interpréter, et j'observe que c'est une manière de discuter très particulière. D'ailleurs, je propose de bien faire la... discussion des discussions dans le cadre clair de l'approche scientifique que je ne cesse de répéter :  il s'agit de commencer par identifier
un phénomène, puis de le caractériser quantitativement, de réunir les résultats de mesure en équations,  de réunir les équations en théories, en y ajoutant des propositions conceptuelles, puis de chercher des conséquences logiques des théories proposées avant de tester expérimentalement ces conséquences  théoriques.

Et c'est là qu'il y a lieu de s'interroger sur les résultats obtenus.
 

Identifier un phénomène,  cela se fait sans doute avec des mots, mais caractériser quantitativement un phénomène, c'est produire des résultats de mesure... à propos desquels il faut s'interroger. 

 

Puis, lors de la réunions de résultats de mesure en équations,  il y a également lieu de faire un travail quantitatif et non pas seulement une discussion en termes de mots. Par exemple considérons le cas simple d'un ajustement à partir de mesures, et supposons qu'on obtienne l'équation d'une droite (une proportionnalité) ;  il y a lieu de s'interroger sur la qualité de l'ajustement, sur la valeur des résidus,  et ainsi de suite. Tout cela doit faire l'objet d'une exploration quantitative. 

 Maintenant si on cherche une théorie,  alors cette théorie est clairement un ensemble d'équations et la proposition de concepts, mais ces propositions doivent être quantitatives ; on ne propose pas des mots sans qu'il y ait  un appui quantitatif essentiel...  puisque les concepts doivent être quantitatifs.
 

Vient maintenant la recherche d'une prévision théorique testable et un test expérimental :  là il y a lieu de s'interroger sur l'adéquation du résultat expérimental à la question posée et donc là encore au-delà de la production du résultat quantitatif, il y a lieu de s'interroger quantitativement sur ce résultat.

Bref, les "discussions" doivent être quantitatives, et pas des séries de phrases qui s'enchaînent. C'est quantitativement que l'on doit s'interroger sur  les résultats expérimentaux qu'on a obtenus.

Savoir lire c'est savoir relire ; savoir apprendre c'est savoir réviser

J'assiste une nouvelle fois à une présentation d'un collègue physico-chimiste, et j'observe que mes pensées vont dans d'autres directions que par le passé  : chaque fois, lors de la même présentation, j'ai pris des notes en fonction des idées qui me venaient, de questions que je me posais et que je pouvais éventuellement poser à l'intervenant, mais aujourd'hui, je vois que si certains points demeurent, parce que j'ai manqué de temps pour les explorer, il y a aussi toute une nouvelle série de questions qui surviennent. 

Manifestement je ne m'interroge pas de la même façon à propos des mêmes objets aujourd'hui et l'an passé par exemple, et cela me renvoie à ce "savoir lire, c'est savoir relire"* dont j'avais déjà fait un billet mais que je propose d'amender ici à propos des études scientifiques : face à un morceau d'information, qu'il s'agisse d'un cours, d'un article, une présentation orale, et cetera, il y a lieu de le parcourir en quelque sorte, mais évidemment avec une longue station devant chaque élément. Le parcours étant fait, il y a lieu d'y revenir parce que, ayant la réponse aux questions précédentes, on peut maintenant se poser des questions nouvelles auxquelles nous devons répondre...  pour ensuite y revenir encore, et ainsi de suite,  de sorte que se pose la question  "combien de temps devons-nous décider d'accorder à une étude particulière ?"

* Notamment dit par Emile Faguet, en 1912.

Savoir poser les bonnes questions : le fruit d'un long travail

 Dans une présentation par un collègue, je vois des résultats d'études bien menés depuis des années et, en fin de présentation, je vois notre collègue replonger dans la littérature scientifique et découvrir les réponses à des questions qu'il se posait. Ce sont des articles anciens,  et il signale que des réponses à ses questions s'y trouvaient.
On pourrait donc s'interroger : pourquoi n'a-t-il pas fait la recherche biographique avant de commencer ses travaux, afin d'obtenir immédiatement des réponses qui lui auraient peut-être évité des expérimentations ?

Une telle remarque serait à la fois tout à fait injuste et injustifiée, parce que c'est seulement quand on dispose d'une certaine connaissance que l'on peut poser des questions précises sur des points particuliers, et,  stratégiquement, l'exploration d'un champ ne permet pas de poser ces questions a priori ou alors on y passerait une vie et cela reviendrait à faire exactement ce qui a été fait.

Notre pensée évolue avec nos expériences, avec nos compétences, avec tout le savoir qui s'accumule et s'organise en même temps. Il faut beaucoup de données à la fois expérimentales et théoriques, beaucoup d'analyses, beaucoup de synthèses pour arriver à poser les bonnes questions.
Et une fois que ces questions sont posées,  alors il faut poursuivre avec beaucoup d'énergie pour essayer d'y répondre.

La chance sourirait aux esprits préparés ? Dépassons le romantisme d'une certaine histoire des sciences

 Un auteur d'histoire des sciences que je lis évoque des accidents,  des événements imprévus qui auraient été des perches tendues à des esprits préparés.
Il y a là quelque chose de très convenu, et qui correspond à cette phrase souvent citée (même par moi, hélas), selon laquelle "la chance sourit aux esprits préparés".

Certes on connaît des cas où des événements particuliers, saillants, ont conduit à des découvertes.
Par exemple le néoprène fut découvert parce qu'on avait laissé trop chauffer un mélange, qui polymérisa.
Par exemple, on a découvert un édulcorant parce que on s'était léché les doigts après des expériences, sans s'être lavé les mains.
Par exemple la chimie des graisses progressa à partir d'une observation initiale de paillettes nacrées qui étaient apparues dans un récipient où on avait laissé un composé séjourner.

Et ainsi de suite : le chimiste Jean-Jacques, un peu "romantique",  a fait un livre très intéressant intitulé "L'imprévu ou la science des objets trouvés", distinguant notamment l'accident, l'imprévu, et mettant le doigt sur le phénomène de sérendipité, qui est la découverte un peu par "chance", la chance qui sourirait aux esprits préparés.

Mais j'ai l'impression, quand on embrasse la totalité de l'histoire des sciences, que ces anecdotes ne sont...  que des anecdotes. En réalité, chaque expérience que fait un scientifique montre une foule de phénomènes que nous pourrions explorer avec un esprit préparé.

J'ai encore vu cela hier, alors que j'étais conduit à confectionner des mayonnaises pour une télévision venue tourner au laboratoire. Pour les besoins de la cause, je voulais faire cette mayonnaise à la fourchette et, toujours pour les besoins de la cause, j'ai un peu augmenté la quantité de vinaigre que j'ai ajoutée au jaune d'œuf. Ayant battu d'abord assez longtemps et sans ajout d'huile, j'ai vu alors une mousse apparaître. Au fond,  j'avais déjà vu cette mousse de nombreuses,  fois mais sans y prêter attention ; cette fois, la voyant  un peu longuement, et la commentant pour la caméra, j'ai été conduit à fouetter davantage et à voir davantage de mousse.
Autrement dit, j'étais en train de faire une mousse de jaune d'œuf, comme un jaune d'œuf en neige en quelque sorte. Et cela pose des questions intéressantes et nouvelles car mon esprit,  préparé certes mais surtout focalisé sur les phénomènes, m'a permis de voir autre chose que ce que je voulais voir initialement.

Au fond, dans toutes les expérimentations, il y a cela : voir, voir et voir encore ; puis vient le temps de la réflexion et la décision stratégique d'étudier ou de ne pas étudier un point particulier  que l'on a vu.

L'expérimentation livre une myriade de particularité que nous pouvons explorer. Et cela est constant, pas  anecdotique. Je crois que l'histoire des sciences ferait bien d'être moins romantique et de ne pas s'appesantir sur ces cas un peu particulier qui, certes, permettent de grandes envolées lyriques, mais ne rendent pas justice aux scientifiques font simplement leur travail, qui s’appesantissent sur les phénomènes qu'ils ne cessent de voir, qui les explorent laborieusement, sans se reposer sur le hasard qui pourrait les aider éventuellement

Au fond, je crois que je n'utiliserait plus cette formule selon laquelle la chance sourirait aux esprits préparés.
Quelle formule utiliser alors ? Ce que je crois maintenant, c'est que la découverte résulte certainement du soin, de l'application, de l'attention, du travail.

Pourquoi faire des expériences au cours d'une recherche scientifique ? Ne cherchons pas à tuer des dragons de papier !

Dans un livre d'histoire des sciences, l'auteur pose la question de savoir pourquoi les scientifiques font des expériences, et il observe que la question semble banale.
Il met là en œuvre un procédé rhétorique qui a pour nom dragon chinois : il s'agit de créer un problème qui n'existe pas pour ensuite le résoudre, tout comme on pourfendrait un dragon que l'on aurait soi-même produit, en papier.
C'est un procédé à la fois un peu faible et terriblement prétentieux. Prétentieux, parce que l'on perce un dragon en papier, et faible parce que l'on a même pas été capable d'observer que l'on était dans cette position.

En réalité la question de pourquoi les scientifiques font des expériences est  passionnante, et certainement ni facile, ni banale. Pour comprendre l'importance de l'expérience en sciences de la nature, il faut se raccrocher à la description de l'approche scientifique,  qui passe par :
-  l'identification d'un phénomène : ce qui nécessite des expériences pour bien mettre en évidence le phénomène,
- par la caractérisation quantitative du phénomène : ce qui nécessite un très grand nombre de mesures, conformément à une idée de Francis Bacon, un des pères fondateurs de la science moderne,
- puis il y a l'étape de réunion des résultats de mesure en équations, qui parfois imposent des expériences complémentaires pour s'assurer qu'on ne dit pas n'importe quoi,
- vient ensuite la réunion des équations en théorie avec l'introduction de concepts ; certes de concept mais il ne s'agit pas de poésie ; il faut que ces concepts qui soient quantitativement appropriés au phénomène que l'on décrit,
- ayant cette théorie, on cherche une prévision théorique testable et là c'est une question entièrement théorique (mais il faudrait que je sois prudent et que je réfléchisse davantage à ce propos),
- et vient ensuite le test expérimental de la prévision théorique, qui impose manifestement de l'expérimentation.
 

On voit que la réponse à la question "Pourquoi faire des expériences ?" n'est certainement pas banale.

La science ne connaît pas les nations

 Dans un ouvrage d'histoire des sciences, l'auteur explique que Lavoisier avait cru que l'oxygène était le principe de tous les acides et que Davy aurait réfuté cette idée. Je croyais l'auteur bon historien des sciences,  mais ce qu'il dit là le déjuge,  me conduit à douter à peu près de tout ce
qu'il écrit. Certes, j'avais perçu dans le début de son texte un parti pris pour la science anglaise, mais nous en avons là la confirmation.

J'ajoute qu'il ne s'agit pas pour moi de revendiquer la grandeur de Lavoisier, la grandeur de la science française,  mais simplement d'analyser factuellement ce qui a été fait, ce qui a été dit.
Et c'est ainsi que, ayant récemment relu toutes les oeuvres de Lavoisier, je peux certifier, références à l'appui, que la pensée de Lavoisier,  en particulier,  a beaucoup évolué entre les textes où il discutent le phlogistique (qui aurait été un principe ôté par le feu au métaux que l'on calcine) et des textes de rénovation de la chimie tels que son Traitée élémentaire de chimie. À propos de molécules, d'atome, de calorique, et cetera,  on voit que la pensée de Lavoisier a considérablement évolué, d'une part ; d'autre part, si on lit bien Lavoisier, on s'aperçoit de son immense prudence en termes d'interprétation des phénomènes, on s'aperçoit qu'il se garde de jugements à l'emporte-pièce tels que le caricature l'auteur du livre que je discute.
Par exemple, à propos des acides, il y voit souvent de l'oxygène, mais il est plus prudent qu'on ne le dit. D'ailleurs, pour les acides comme pour les éléments, il prend des précautions oratoires considérables, et laisse la porte ouverte aux découvertes ultérieures.

Ainsi, Davy n'a certainement pas réfuté Lavoisier, et d'ailleurs, ce qu'il faut dire justement, c'est que des collègues de Lavoisier, et leurs élèves (pensons à Louis Joseph Gay-Lussac, par exemple) avaient déjà fait l'observation que notre historien des sciences attribue à Davy.
Bref, citer Davy est nationaliste, donc très faible intellectuellement, et le texte que je lisais relève d'une médiocre histoire
des sciences. D'ailleurs... pas une référence dans ce texte !

Ne pas confondre !

J'entends encore cette confusion entre cuisine et gastronomie. Je rappelle que la gastronomie est la connaissance raisonnée de ce qui se rapporte à l'être humain en tant qu'il se nourrit. Ce n'est pas de la cuisine d'apparat.