Les étapes de la recherche scientifique

Rédigeant un billet, et voulant renvoyer mes amis vers une description de la méthode scientifique (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives), je m'aperçois que cette description figure dans mon livre "{Cours de gastronomie moléculaire N°1 : Science, technologie, technique (culinaires), quelles relations ?}" (éditions Quae/Belin), mais qu'elle ne figure pas dans ce blog. 

 

Il faut absolument réparer cela. A noter que la description que je donne a été testée devant les assemblées scientifiques les plus élevées, et notamment devant plusieurs lauréats du prix Nobel, ainsi que devant des sommités des sciences chimiques, en de très nombreuses occasions, et tout particulièrement, le 4 juillet 2015, à Strasbourg (voir [http://www.canalc2.tv/video/1347->http://www.canalc2.tv/video/1347]2). 

Comme personne ne m'a fait observer que j'étais dans l'erreur, je continue de propager ma vision des choses (fondées, quand même, sur un examen soigneux de l'histoire des sciences et de l'épistémologie). Je propose donc de considérer que la recherche scientifique se fait par les étapes suivantes, lesquelles constituent la "méthode scientifique" (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives) : 

1. identification d'un phénomène 

2. quantification du phénomène 

3. réunion des données quantitatives en "lois" synthétiques 

4. par un processus d'induction, recherche des mécanismes quantitativement compatibles avec les lois identifiées, ce qui constitue une "théorie", un "modèle" 

5. recherche de conséquences de la théorie 

6. tests expérimentaux de ces conséquences, ou "prévisions théoriques", en vue d'une réfutation, qui permettra de revenir à 1, et ainsi de suite à l'infini. 

 

On ne dira jamais assez que toute théorie scientifique est fausse (disons insuffisante), et que l'on ne peut donc pas "démontrer scientifiquement", mais seulement réfuter. Autrement dit, l'activité scientifique produit des connaissances en réfutant les théories qu'elle produit. On ne dira jamais assez, d'autre part, que les sciences de la nature ne sont pas un discours comme les autres : les théories, même si elles sont insuffisantes, comme on l'a vu plus haut, sont quantitativement compatibles avec les caractérisations quantitatives des phénomènes. Les lois sont, évidemment, des façons synthétiques de donner des faits le plus juste possible, compte tenu des moyens de mesure à un moment donné, et les mécanismes proposés ne le sont pas au hasard, mais parfaitement en accord avec les caractérisations quantitatives. Et c'est ainsi que les sciences de la nature sont particulières... et merveilleuses !

Mesurer les distances !

1. L'automne dernier, j'ai testé pour la première fois, avec des étudiants d'un master international,  un cours de gastronomie moléculaire conforme à cette analyse que j'avais faite l'été précédent, à savoir notamment que le cours était entièrement écrit,  que, professeur,  je m'étais donné comme rôle de donner de l'enthousiasme, d'indiquer ce qu'il était bon d'étudier, notamment à l'aide d'une carte de la matière, de faire des points d'étapes réguliers sur le chemin que mes jeune amis devaient emprunter.

2. Tout cela a assez bien fonctionné, mais j'ai observé que le temps réservé au professeur avait rapidement tendance à s'étendre à l'infini, au détriment du temps d'études par les étudiants, en autonomie. Entre le professeur qui cause, voyant l'immensité des notions indispensables à ses jeunes amis, & ces derniers qui aiment l'entendre causer, grappillant sans relâche des notions, méthodes, informations toutes indispensables, il y a tous les ingrédients pour faire déborder le vase.

3. J'ai conclu que le système élaboré nécessitait plus que ce que j'avais imaginé : il faut aussi que le professeur fixe des objectifs raisonnables, précis, notamment à propos de méthodologie ;  il y a lieu de laisser mille pistes ouvertes à côté des chemins que l'on aura effectivement parcouru. Pour le professeur, il y a ce  travail supplémentaire qui est, non pas seulement de baliser le chemin, mais aussi de bien mesurer le temps à accorder aux étapes que les étudiants doivent parcourir.

Comment expliquer

Comment expliquer ? Souvent, les collègues plus jeunes (ce que d'autres nomment des "étudiants") ont du mal à expliquer, sans doute parce que les notions qu'on leur demande d'expliquer ne sont pas entièrement claires pour eux-mêmes, mais aussi parce qu'ils n'ont pas toujours été mis en position d'expliquer.

Expliquer, c'est quand même considérer d'abord que notre interlocuteur est initialement ignorant de ce qu'on lui explique, et qu'il devra être conduit jusqu'au point où il a la notion que l'on voulait expliquer. C'est cela, l'objectif final.
Il y a un chemin à emprunter avec lui, où à lui faire emprunter, et l'on pourrait d'abord reconnaître qu'il y a une certaine logique à aller du connu vers l'inconnu.  Car comment notre interlocuteur pourrait-il admettre d'être immédiatement plonger dans l'inconnu ? Autrement dit, nous pourrions organiser une série de pas élémentaires pour parcourir le chemin, en étant sûr que le pied (l'esprit !) est sur un sol ferme, avant qu'un nouveau pas soit fait.
Mais évidemment, cela impose surtout que l'objectif soit bien clair, et pas perdu de vue pendant le parcours, et, surtout, que le point de départ soit bien clair, car si l'on part d'un chemin déjà fait, notre interlocuteur s'ennuiera, alors qu'il sera perdu si l'on part de l'inconnu pour aller vers l'inconnu.

Tout cela étant dit,  je me reprends maintenant, parce que expliquer, c'est une question de communication. Et il y a sans doute lieu de se souvenir que la communication a trois composantes  : technique, artistique et sociale. Par ordre d'importance décroissante, ce serait plutôt social, artistique et technique, mais pensons à la musique ou à la peinture : comment faire une oeuvre de d'art si l'on ne maîtrise pas d'abord la technique ?

Pour autant, si l'on maîtrise les techniques, tout est possible. Comme pour une narration, on peut très bien raconter l'histoire en partant du début ou en partant de la fin, on peut raconter en tournant le dos à nos interlocuteurs ou, au contraire les regarder dans les yeux.

Il y a mille manières de raconter des histoires, et, donc aussi, de donner des explications. Le folkloriste russe Vladimir Propp a bien analysé que, pour la littérature folklorique, cette littérature enfantine, il y a une construction en parenthèses emboîtés : c'est parce que le prince commence par sortir du château pour aller tuer le dragon (parenthèse ouvrante) qu'il reviendra finalement et qu'il épousera princesse avec qui il aura beaucoup d'enfants (parenthèse fermante).  Mais il peut y avoir d'autres façon de raconter et chacune a ses vertus, puisqu'il s'agit d'une question artistique et que c'est donc la mise en œuvre qui sera seul juge.
Un jour, j'ai fait un cours de communication scientifique par la fin, et il a tellement amusé un de mes collègues qu'il m'a dédié un cours de sciences fait de façon analogue. Autrement dit, la règle de ne pas faire de sauts dans la compréhension, d'aller à toutes petites étapes consécutives, est une manière technique, qui peut être bousculée par des considérations artistiques éventuelles, car on oublie pas que ce qui compte, surtout, c'est frapper les esprits, pas seulement de donner l'explication. Expliquer, cela est élémentaire mais on peut faire tellement mieux !