Méfions-nous de nos effets de manche, mais aussi de nos goûts personnels

Dans un livre consacré aux expériences, l'auteur écrit que Michael Faraday aurait été le plus grand de tous les expérimentateurs,  et cette déclaration est une tradition : on disait Faraday le Prince des expérimentateurs.
D'ailleurs, moi-même, qui ai eu et conserve une très grande admiration pour Faraday, je crois avoir été capable de telles déclarations à l'emporte-pièce, voulant faire partager mon enthousiasme à mes amis.

Pour autant, on m'a fait justement observer, il y a quelques années, que, au lieu de dire "le meilleur", "le plus grand", je serais bien avisé de dire plutôt "un des  meilleurs", "un des plus grands", et je crois judicieux de suivre cette règle.

En effet, Faraday a merveilleux merveilleusement expérimenté. A la Royal Institution, il a introduit des conférences du vendredi qui étaient toutes assorties d'expériences, il a fait un nombre considérable découvertes précisément parce qu'il se retroussait les manches et qu'il expérimentait de façon merveilleusement habile et intelligente.

Mais..

Mais  il n'est pas le seul de ce point de vue et l'on pourra faire observer que Lavoisier, s'il est devenu l'un des plus grands chimistes de tous les temps, l'a dû à son intelligence extraordinaire à la fois théorique et expérimentale.
Ou encore Rouelle, dont les cours étaient expérimentaux. Plus généralement, les professeurs  de chimie avaient jadis des "préparateurs", parce qu'ils montraient expérimentalement les phénomènes.

Et on connaît mille expérimentateurs admirables. Michel Eugène Chevreul, par exemple, expérimenta de façon ininterrompue pendant une longue décennie. Louis Joseph Gay-Lussac établit expérimentalement des résultats qui conduisirent à une vision moderne de la chimie par ses expériences extraordinaires. Plus proche de nous, Robert Woodward dirigea une armée de chimistes de talents pour obtenir la synthèse de la vitamine B12. Jean-Marie Lehn, qui fit partie de cette équipe, multiplia ensuite les travaux expérimentaux qui lui permirent des apports théoriques remarquables à propos de la chimie supramoléculaire et des théories de l'auto-organisation.

D'ailleurs, certains physiciens ont assez reproché aux chimistes de manquer d'ambition théorique pour que l'on soit habilité à attribuer à ces derniers une habileté expérimentale considérable.

Bref je pourrais enchaîner ainsi longuement, notamment en considérant les expérimentateurs du CERN, plus près de nous : pensons à Georges Charpak, par exemple.

Mais surtout, pour conclure, je vois mal les critères qui permettent à notre auteur enthousiaste de justifier ses déclarations. Il a bien des raisons pour lesquelles nous pouvons admirer une expérience ou un expérimentateur, mais seul notre goût personnel peut être une base pour justifier de faire partager nos admirations à nos amis. Aucun besoin, en tout cas, de faire des classifications aussi naïves, convenues, qu'injustifiées.

Des expériences "élégantes" ?

On me parle d'expériences qui seraient élégante, nettes, stylées :  nous avons là trois adjectifs, de sorte que, si nous nous conformons à une saine pratique scientifique, nous devons nous interroger pour les remplacer par la réponse à  la question "Combien ?"

Mais il y a mieux, ou pire selon le point de vue :  l'élégance ? Il y a là un jugement de valeur qui ne me plaît guère avec souvent l'hypothèse selon laquelle quelque chose de simple et efficace aurait une beauté particulière. Mais  le baroque, alors avec son accumulation ? Je l'aime personnellement beaucoup et ne suis pas prêt à céder un oukase esthétique, surtout quand il est implicite.

Et puis au fond, du strict point de vue scientifique, c'est le résultat qui compte. Ce qui m'importe, pour une expérience, c'est de savoir quelle était la question posée à la nature par l'expérience, qu'est-ce que l'expérience a permis de récupérer comme information. Et c'est en termes de découvertes que je dois juger les expériences, sans pouvoir mettre autre chose qu'un sentiment personnel pour comparer des choses qui ne sont pas comparables.

Par exemple, la découverte du benzène, par Michael Faraday, cette découverte qui a conduit aux travaux sur l'aromaticité, en chimie, était-elle plus ou moins "importantes" que la découverte de l'induction électromagnétique ? Etait-elle "élégante" ? On s'en moque : ce qui compte, c'est d'avoir découvert le benzène, l'induction électromagnétique.

Je crois qu'à moins d'y mettre des jugements de valeur, nous serions insensés de vouloir comparer des résultats d'expériences qui ne sont pas comparables, sans avoir de boule de cristal assez puissante pour nous permettre de deviner le devenir, les conséquences des idées théoriques ou des découvertes d'objets ou de phénomènes que nous faisons.

Des leçons de sciences du passé

L'analyse des travaux de quelques scientifiques du passé montre des particularités qui doivent nous conduire à mettre en œuvre des stratégies utile à la découverte scientifique.

Pour publier mon livre consacré à Michel Eugène Chevreul, le chimiste qui a a élucidé la structure moléculaire des graisses, j'ai été conduit à relire toutes ses publications, et c'est ainsi qu'il m'est apparu clairement qu'il avait mis en œuvre un programme de recherche expérimentale ininterrompue sur une période d'environ 10 ans.
C'est ensuite qu'il a pu se livrer à des synthèses, reprenant des synthèses partielles qu'il faisait périodiquement. Il s'agissait d'une exploration méthodique, approfondi et le résultat a été  à la hauteur de l'effort.

Ce qui est visible très nettement avec le travail de Chevreul l'est peut-être encore davantage avec Louis-Joseph Gay-Lussac, qui a enchaîné les mesures et les expériences pendant des années avant d'arriver aux découvertes sur les gaz qui l'ont rendu célèbre.

Avec Lavoisier c'est un peu différent, mais on voit bien l'ardeur d'un jeune homme qui ne s'est pas démentie expérimentalement : j'ai lu (mais pas vérifié) que Lavoisier et son épouse étaient très tôt, et très tard, tous les jours, au laboratoire. Là on pourrait dire que les 10 ans de Chevreul se sont étalés sur toute une vie mais avec des synthèses régulières,  par exemple dans le Traité élémentaire de chimie.

Pour Michael Faraday c'est un peu différent parce que son travail s'apparente à celui de Lavoisier mais avec une focalisation expérimentale encore plus nette : si Lavoisier était impliqué à l'Académie des sciences, à faire des rapports, à faire des synthèses théoriques, Faraday est resté expérimentateur. Ses réflexions théoriques se manifestent dans ces expérimentations et leur compte rendu.

Plus près de nous le cas de Pierre-Gilles de Gennes est un peu différent, et d'abord parce qu'il était théoricien,  mais je peux témoigner que dès le début de sa carrière jusqu'à la fin de sa vie, il n'a cessé de se focaliser sur son travail scientifique. Par exemple, au Collège de France, on le voyait partir le vendredi soir avec des résultats expérimentaux qui lui étaient confiée par des membres de son équipe,  et il revenait  le lundi matin avec des calculs faits et un projet d'article, fondé sur ces calculs.

Je pourrais multiplier les exemples mais dans tous les cas, les résultats scientifiques relèvent de ce labor improbus omnia vincit  :  un travail acharné, vient à bout de tout.

Ah, les génies ;-)

Dans un livre d'histoire des sciences, je lis que les scientifiques de génie savent exactement à quoi attendre des expériences...  mais je pense que cette phrase est très fausse.

Je conçois que l'on veuille faire penser au public auquel on s'adresse que certains grands scientifiques sont « géniaux », mais quand même, il ne faut pas tout confondre, et, en particulier, je crois qu'il est pernicieux de laisser penser à une toute puissance de certains individus.

D'ailleurs, l'auteur que je lis se contredit, puisque quelques phrases auparavant, il écrivait que les expériences servaient à interroger la nature :  si l'on interroge la nature,  c'est bien parce que l'on voudrait savoir ce qu'elle peut nous dire et qu'on ne le sait pas, non ?

Il est plus juste de dire que les expériences servent à tester des hypothèses théoriques. Et pas toutes, puisque certaines expériences tout d'abord vivent à établir, à mieux voir, à mieux identifier les phénomènes que l'on explore.
Puis il y a les expériences qui vivent à caractériser quantitativement ces phénomènes.
Puis il y a des expériences de confirmation des mesures, et des expériences de test des ajustements que l'on fait.
Et c'est seulement enfin qu'il y a ces expériences qui testent des hypothèses théoriques.

Décidément, avec tout cela, on est bien loin de l'image fautive qui est donné par l'auteur qui inspire ce billet.

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.