Transformer les règles en postulats

Une règle, c'est une règle, c'est-à-dire une contrainte. Et le nombre des règles, des lois est si grand que l'on ploie sous le faix, sous le joug. D'ailleurs, j'ai assez dit combien il importait de supprimer des règles anciennes quand on en introduisait de nouvelles, en soulignant aussi qu'il était inutile de faire "des lois qui punissent les bons élèves", alors que précisément, les mauvais s'efforcent (et réussissent) de contourner les lois faites à leur encontre.

Cela dit,  on sait que les règles  peuvent être stimulantes, en poésie : Victor Hugo a joué de l'alexandrin, et une bonne partie de la littérature est une façon de poser des règles et de les enfreindre. L'unité de temps, de lieu, d'action a fait le théâtre classique. De même pour la règle de la bienséance, qui exclut violence et intimité physique. Et l'Oulipo (Ouvroir de littérature potentielle) s'est fait un jeu d'introduire des règles formelles, telle la règle S+7, qui est en réalité un protocole, et qui préconise, partant d'une phrase, d'en former une autre en remplaçant chaque mot par le septième mot derrière lui dans le dictionnaire.
En musique, même tabac : les règles du contrepoint, par exemple. En peinture : les règles de la perspective, si bien mises à bas par la peinture moderne. En sculpture, même chose. Et, plus généralement, l'art n'a eu de cesse que d'abattre des règles, au point que c'en est presque la marque, et la raison pour laquelle l'art moderne est d'abord si difficile pour certains qui ne retrouvent plus les structures auxquelles ils s'étaient lentement habitués.

Pour autant, une règle reste une contrainte, et il y a au moins cette connotation, même dans les perspectives les plus positives. Dans un groupe de recherche, par exemple, il faut quand même "obéir aux règles", même quand nous nous sommes donnés nous-mêmes ces règles.

D'où l'idée : transformons les règles en postulats ! Un postulat, c'est une donnée sur laquelle s'érige une théorie. Une base solide qui nous aide. Il suffit d'un changement de nom, et hop ! Le tour est joué : d'une contrainte négative, nous faisons une aide, positive.

Ni adjectif ni adverbe ? Une merveilleuse possibilité

Hier, j'ai posté un billet de blog où je dis qu'il ne faut ni adjectif, ni adverbe dans nos textes scientifiques, parce que ce sont des mots imprécis, voire sans sens, qu'il faut remplacer par la réponse à la question « Combien ? ».

Voir http://hervethis.blogspot.fr/2017/08/ni-adjectif-ni-adverbe-une-merveilleuse.html

Il y a eu des lecteurs intéressés, mais quelques uns ont contesté cette idée, disant que les adjectifs et les adverbes font partie de la langue française, par exemple. Pourtant, aucun n'a discuté vraiment la question dans le contexte des études scientifiques, et aucun n'a donné d'argument contre ma thèse. Je la maintiens donc absolument, et, rapporteur de manuscrits scientifiques, je m'évertuerai sans cesse à lutter contre ces scories de la pensée scientifique.

Pour autant, ce qui était une espèce de censure peut devenir un atout, et, au lieu d'interdire les adjectifs et les adverbes, je propose une voie bien plus brillante, plus positive, plus prometteuse même en termes de production scientifique : chaque fois que nous remplaçons un adjectif ou un adverbe, nous affinons la compréhension des phénomènes. 

Chaque adjectif ou chaque adverbe est donc la possibilité d'améliorer le travail que l'on fait. Pour quiconque a une idée de la science un peu élevée (et seuls ceux-là m'intéressent), alors les adjectifs et les adverbes sont merveilleux, parce que ce sont des proies faciles, des possibilités rapides d'amélioration de nos travaux. 

Autrement dit, j'aime beaucoup les adjectifs et les adverbes parce qu'ils me permettent à bon compte de produire de la meilleure science.

Une bonne pratique : éviter les adjectifs et les adverbes.

Parmi les bonnes pratiques il y en a de compliquées et il y en a de simples. L'une des plus simples tient dans cette phrase : se méfier des adjectifs et des adverbes, voire les éradiquer. On se prépare à dire "de nombreuses l'étude", et l'on s'arrête : combien ? On se prépare à dire "important"  : important ? On se prépare à dire "grand", "petit", etc., et cela vaut la peine de s'arrêter : grand par rapport à quoi, petit par rapport à quoi ?
La science, ce n'est pas du baratin, ce n'est pas de la "communication", au sens le plus bas. Il s'agit, pour commencer, d'avoir une caractérisation quantitative des phénomènes que l'on étudie. Ce que ne donnent pas les adjectifs, et encore moins les adverbes. "Important", c'est nul, mais "très important" !

Je propose comme une bonne pratique d'expurger de nos articles tous les mots qui ne sont que des chevilles, à commencer par les adjectifs et les adverbes. J'invite tous les auteurs de manuscrits scientifiques à éradiquer adjectifs et adverbes, tous les rapporteurs à pourchasser ces derniers.
Plus généralement, ce sont les imprécisions qui sont à bannir. Par exemple, cette expression minable "De tout temps l'homme..." : de tout temps, vraiment ? même quand l'espèce humain n'existait pas ? on voit que, là encore, on parle pour ne rien dire, puisque l'on n'apporte aucune information avec cette expression. Et puis, les généralisations sont... généralement bien dangereuses, et le grand (;-)) Michael Faraday le disait bien, parmi ses six conseils : ne pas généraliser hâtivement.

Positivement, n'oublions pas que la science commence par des caractérisations quantitatives des phénomènes qu'elle explore !

En science, il y a lieu de comprendre… mais c'est cela le bonheur de notre activité scientifique !

Analysant rétrospectivement une série d'expériences que je viens de terminer, je m’aperçois que ma supériorité scientifique (ne craignez rien : les chevilles n'enflent pas) par rapport à des étudiants venus récemment en stage tient notamment au fait que je ne me résous jamais à faire quelque chose que je ne comprends pas.
Par exemple, considérons les protocoles d'analyse par des méthodes du type de la chromatographie en phase gazeuse. Dans le principe, c'est tout simple : on prend un échantillon liquide à l'aide d'une seringue, et on l'injecte dans une « colonne » chauffée (un très long et fin tuyau, de plusieurs mètres de long, du diamètre d'un cheveu, enroulé sur lui même afin de ne pas occuper trop de place) où souffle un courant régulier d'un gaz. Le liquide est évaporé et la vapeur est emportée par le gaz. Quand l'échantillon contient des molécules de plusieurs types, c'est-à-dire quand l'échantillon injecté est constitué de plusieurs composés, ces derniers migrent à des vitesses différentes, de sorte qu'ils arrivent séparés à la sortir du tuyau, ce qui permet de les analyser.
Quand on fait une telle analyse, on commence par chercher un protocole, dans une publication scientifique. En supposant que les molécules qui nous intéressent ont déjà été analysées par la méthode que l'on a retenue, on en vient à reconnaître que, puisque la méthode a été publiée, elle a été évaluée par les pairs, de sorte qu'elle est validée, et utilisable. Comme nous faisons tous de même, les mêmes méthodes se répètent généralement de publication en publication, chacun se citant légitimement.
Pourtant, quand on analyse l'historique d'une telle méthode, on observe que, bien souvent, l'esprit des méthodes est progressivement transformé, et je dirais même perverti, au point que l'on se retrouve finalement avec des usines à gaz : une méthode simple, qui avait été mise au point pour un cas particulier, est ensuite compliquée pour un cas un peu différent, puis cette méthode est encore compliquée pour un autre cas analogue, jusqu'à ce que l'on arrive à l'usine à gaz.
Il y a alors lieu, face à des méthodes compliquées que nous lisons dans des publications, de se poser la question de la légitimité des détails expérimentaux, et il arrive fréquemment que, face à une usine à gaz, on puisse simplifier le protocole en revenant à des principes simples tels que « l'huile n'est pas soluble dans l'eau ». Je sais d'ailleurs un camarade de promotion de l'Ecole supérieure de physique et de chimie de Paris (ESPCI) qui a fait faire des économies immenses à une très grosse société dont il a remis à plat les formules.
Il y a donc toujours lieu de bien comprendre ce que l'on fait. Cela vaut pour les méthodes, pour les protocoles, pour tout ! Par exemple, on lit que pour préparer une solution d'amidon, il faut chauffer de l'amidon dans l'eau et ajouter du sel. Pourquoi chauffer ? Pourquoi du sel ? En l'occurrence il faut chauffer parce que l'amidon est présent sous la forme de petits grains insolubles de deux composés, amylose et amylopectine ; pour certains dosages, l'amylose doit être libéré en solution. Mais l'amylose est sous la forme cristallisée dans les grains d'amidon, et il faut chauffer pour que l'amylose passe en solution. Le sel ? Quand l'eau qui contient l'amylose en solution refroidit, les molécules d'amylose ont tendance à recristalliser, et le sel évite cette recristallisation. Pourquoi le sel évite-t-il la recristallisation ? Voilà le type de questions qu'il serait erroné de croire allant à l'infini : ce serait un relativisme idiot, car, en réalité, un peu de jugeotte permet de s'arrêter judicieusement. Mais, surtout, ce sont des questions importantes,  qu'il faut considérer soigneusement pour éviter de faire n'importe quoi : par exemple omettre le sel, ou en mettre des quantités inappropriées, etc.
Pour tous nos actes scientifiques, qu'il s'agisse de calcul ou d'expérimentations, nous devons absolument comprendre ce que nous faisons, sans quoi nous ferons environ n'importe quoi et nos travaux scientifiques seront inutiles.

Fingerspitzengefühl, l'intelligence du bout des doigts... Non, l'habileté scientifique

Fingerspitzengefühl ? Que signifie ce mot très long ? C'est de l'allemand, qui signifie environ « intelligence du bout des doigts », mais pas exactement, et c'est précisément la différence qui est intéressante.

Finger, c'est le doigt : là, pas de glissement de sens. Spitzen : c'est la pointe, et une connotation non pas d'extrémité, mais d'extrémité effilée, pointue. Et Gefühl n'est pas « intelligence », mais le ressenti, la sensation.

Dans ce mot allemand intéressant, il y a donc la perception la plus affinée que l'on a avec les doigts, plutôt une sensation qu'une action, alors que l'expression française d'  « intelligence du bout des doigts » y met d'abord la tête, la réflexion, plutôt que la sensation. On trouve là le vieux débat entre la tête et la main, certains prétendant que c'est la tête qui fait marcher la main, et d'autres reconnaissant justement que la tête sans la main n'est rien. En réalité il faut les deux, de sorte que ni le mot allemand ni l'expression française ne conviennent vraiment pour dire cette intelligence habile de la manipulation laquelle met en œuvre une tête intelligente et des doigts sensibles, percevant bien et agissant précisément.

On ne dira jamais assez, surtout dans notre société française dominée par le calcul, les mathématiques, qu'aucune théorie du tennis ne permettra jamais de jouer comme un champion à qui ne pratique pas. En matière scientifique, où s'imposent à la fois le calcul et expérimentation, il en va de même : on aura beau calculer merveilleusement, on ne fera pas de science décente si l'on est incapable de bouger correctement ses doigts ou si l'on n'a pas, autour de soi, des collègues qui ne font pas cela parfaitement. Dans l'expérimentation, le geste est constant, et déterminant, même quand l’expérience a été parfaitement planifiée.

Je sors, par exemple, d'un dosage qui imposait des gestes tels que emplir une burette, actionner un robinet, de sorte que la solution de dosage vienne goutte à goutte, et non seulement goutte à goutte, mais avec des gouttes tombant avec un rythme précis ; je veux ici témoigner de ce que s'imposait absolument un doigté extrêmement précis, pour remplir la burette sans qu'aucune goutte de solution ne vienne jaillir, pour que le rythme d'écoulement des gouttes soit tel qu'il fallait aux divers stades de l'expérimentation, c’est-à-dire plus lentement surtout vers la fin (environ une goutte toutes les trente secondes).

Cela, c'est pour les sciences de la chimie, mais il en va de même pour les sciences physiques, et je me souviens d'expériences de microscopie à force atomique où le maniement des pointes, même s'il était finalement commandé électriquement par un cristal piézo-électrique, imposait des manipulations minutieuses.

On ne dira pas assez que la science est non seulement affaire de compréhension au niveau le plus abstrait, mais aussi de précisions dans les calculs et de précision expérimentale. La tête doit être parfaitement affûtée, et les doigts également. J'ai été longtemps fasciné par ce mot allemand Fingerspitengefühl, que j'avais recueilli de la bouche d'un lauréat du prix Nobel, mais je sais aujourd'hui que le mot est inapproprié, et il y aurait lieu de concocter un néologismes autour de mots tels que « dextérité » ou « habileté ». Dextérité ? Pour un gaucher, c'est quand même un peu exagéré. Habileté ? Le mot provient du latin « convenable ».

Habileté scientifique ?

Les questions à propos des expérimentations.

Cela fait bien longtemps que je m'interroge sur les règles à donner à nos étudiants à propos d'expérimentation. Par exemple, il est signalé que la blouse de laboratoire ne doit pas quitter le laboratoire et ne pas venir dans le bureau où elle contaminerait ce denier. Mais le cahier de laboratoire ? Celui là fait effectivement la navette, parce qu'il faut l'avoir sous la main pendant la manip, mais ensuite il faut exploiter les résultats, dans un bureau. Le cahier étant souillé, il contamine le bureau.


Quiconque c'est posé cette question a conclu que le cahier de laboratoire ne doit pas être sur la paillasse mais ailleurs : sur un meuble que l'on garde propre, sur une chaise… Cette fois, il y a un léger mieux… mais quand nous consignons les résultats, souvent nous avons des gants aux mains, lesquels sont souillés, et nous utilisons un stylo, qui va se contaminer par le contact avec les gants. On pourrait imaginer que le stylo reste au laboratoire mais on n'empêchera pas que le stylo contamine le cahier, qui contamine le bureau.






On sait que le risque zéro n'existe pas, et cette chaîne de petites observations à propos du cahier de laboratoire sert surtout à montrer surtout qu'il y a lieu d'être vigilant. Quel fluide tombe sur la paillasse ? Quels gestes faisons-nous ? Pourquoi les faisons nous ?


C'est par l'examen de ces mille questions que nous faisons un travail passionnant et difficile. Par exemple, faire un bon dosage, ce n'est pas seulement être patient et travailler posément ; c'est en réalité un travail qui demande de la dextérité, de l'habileté, de la patience, de la réflexion… Il faut une « intelligence expérimentale » considérable, sous peine de faire à peu près n’importe quoi… et c'est la raison pour laquelle nous devons proposer aux étudiants des séances de travaux pratiques nombreuses, et bien pensées. J'ai plaisir à signaler que l'Ecole supérieure de physique et de chimie de Paris (l'ESPCI Paris) organise ainsi les études : pendant quatre ans, des études théoriques tous les matins, et des études expérimentales tous les après midi.

Des bonnes pratiques : utiliser des méthodes officielles.

Pour exposer l'idée contenue dans le titre de ce billet, je propose de partir d'un épisode récent de notre laboratoire. Nous devions doser le dioxyde de soufre dans des vins diversement traités. Une étude bibliographique extrêmement rapide avait montré qu'une méthode, nommée méthode de Ripper, était communément employée, et il m'avait semblé, vu la simplicité du travail proposé, que ces dosages pourraient faire l'objet de stages d'étudiants. Le bilan ? Il y a eu quatre étudiants venus au laboratoire pour des périodes comprises entre un et deux mois, mais je suis désolé d'observer que le résultat total était nul.
Je ne me plains pas des étudiants, à qui je ne demande pas de produire des résultats, mais seulement d'apprendre. Or ils ont beaucoup appris, si j'en juge la liste des connaissances et des compétences qu'ils ont adjointes à leur rapport de stage, lequel a fait surtout état de travaux exploratoires. En revanche, il était intéressant d'observer que, pour des raisons que je dois encore analyser, ils s'étaient arrêtés, dans leur recherche bibliographique, à des « travaux pratiques », parfois universitaires, de qualité très variable. Or un vrai dosage, ce n'est pas une séance de travaux pratiques : les réactifs sont à préparer soi-même, dans toute leur complexité, et, surtout, les méthodes utilisées doivent être officielles et validées !



Ayant moi-même fait, après eux, une véritable recherche bibliographique, dépassant notamment les feuilles de travaux pratiques que l'on trouve dans les premières pages de Google (en français), je suis finalement arrivé, en passant par Google scholar et en cherchant en anglais, à des publications qui effectuaient ce type de dosages, et qui m'ont conduit très rapidement à des méthodes officielles. Il y en avait en français et en anglais, soit par l'AOAC (l'association américaine des chimistes analyticiens), pour les États-Unis, soit par l'OIV, l'Office international de la vigne et du vin. Dans les deux cas, les documents sont en anglais, et ils présentent des méthodes validées.
Validées : cela a imposé des études méthodologiques longues, inter-laboratoires, qui ont conduit à des protocoles finalement assez simples, et très bien documentés, qu'il s'agissait de mettre en œuvre. On observe que ces méthodes validées sont l’équivalent des méthodes de bonne pratique des société savantes médicales. Quand un médecin prescrit un médicament, il n'a pas à inventer n'importe quel traitement, mais doit se conformer  à des règles professionnelles qui stipulent quel médicament doit être utilisé dans quelles conditions, et pour quelles affections. C'est à la fois une aide et un confort. Une aide, car cela signifie qu'un groupe de collègues s'est réuni pour produire un résultat synthétique, qui est validé, efficace. Un confort, parce que s'il y a le moindre accident, en raison d'un effet secondaire, d'une sensibilité particulière d'un patient, etc., alors le praticien est couvert devant la loi, ayant suivi la bonne pratique préconisée par la société savante. C'est sur elle que pèse la responsabilité de la proposition thérapeutique, parce que le praticien, suivant les bonnes pratiques, a fait du mieux que pouvait la pratique médicale, avec les connaissances du jour. On le voit, la charge est donc essentiellement sur la communauté professionnelle, laquelle doit sans cesse surveiller les progrès des connaissances pour produire les meilleures règles possibles.
Pour en revenir à notre dosage, il y avait donc des méthodes officielles, et il était hors de question de se raccrocher à n'importe quelle séance de travaux pratiques affichée par n'importe qui sur internet. Ayant finalement à faire des dosages moi-même, j'ai donc utilisé une méthode officielle, et, à l'usage, je me suis aperçu qu'il y avait beaucoup d'intelligence dans la méthode proposée. Par exemple, contrairement aux protocoles des travaux pratiques que nos étudiants avaient dégoté, il était proposé d'ajouter du chlorure de sodium à une solution d'amidon qui était utilisée pour produire un changement de couleur. Pourquoi ce chlorure de sodium ? Parce que sa présence évite la « rétrogradation de l'amylose, qui aurait prévenu la réaction avec le di-iode éventuel. Evidemment le protocole officiel proposait de chauffer l'amidon, car, ce qu’ignoraient nos jeunes amis qui n’avaient pas assez creusé leurs recherches bibliograhiques, l’amidon se trouve sous la forme de grains insolubles dans l'eau, et il faut chauffer pour que l'amylose soit libéré et qu'il puisse ensuite réagir efficacement avec le di-iode.
Et d'ailleurs, pourquoi le di-iode teinte-t-il l'amidon en bleu ou en noir ? Là, il y a évidemment lieu de s'interroger et de faire des recherches bibliographiques complémentaires, car cela semble une règle absolue de la science que de ne pas supporter de faire quelque chose qu'on ne comprend pas. J'aurais mauvais grâce à critiquer les étudiants qui sont venus en stage dans notre laboratoire de ne pas avoir fait cette recherche, car je me souviens avoir été membre d'un jury de recrutement de maître de conférence en chimie des sucres dans une grande université parisienne, et, ayant posé cette question du changement de couleur de l'amidon avec le di-iode, je n'avais  reçu aucune  réponse d'aucun des candidats (à vrai dire, ce n'est pas exact : il y a eu un candidat qui a répondu n'importe quoi avec aplomb, espérant me bluffer, alors que j'ai la réponse depuis longtemps ; inutile de dire que j'ai renvoyé publiquement ce malhonnête dans ses seize mètres).
A propos de la solution de di-iode, il y avait cet autre petit mystère, que l'on dissout le di-iode dans une solution d'iodure de potassium. Le niveau zéro de l'étudiant, c'est de ne pas chercher à savoir pourquoi on utilise cet iodure de potassium et de ne pas l'utiliser. Le niveau supérieur, c'est de ne pas poser la question, mais d'utiliser l'iodure de potassium prescrit. Mais on peut viser mieux, et se poser la question. Ou, encore mieux : se poser la question, réfléchir et calculer, avant de confronter son résultat à une étude bibliographique. On trouve finalement que le di-iode n'est pas soluble dans l'eau, et c'est par la formation d'un fait de trois atomes d'iode qu'il peut se solubiliser, ce qui impose la présence d'ions iodure. Quel bonheur que de découvrir toutes ces particularités des transformations moléculaires !
Et puis, il y a une foule de détails, telle la concentration particulière de di-iode qu'il faut utiliser. Pourquoi cette concentration particulière ? A l'usage, il est apparu qu’une solution dix fois plus diluée montrait moins les changements de couleur que l'on visait, alors qu'une solution plus concentrée faisait perdre en sensibilité. J'en passe, parce qu'i y aune foule de détails expérimentaux, qui avaient fait en réalité l'objet de discussions préalables, par les sociétés savants, qui avaient abouti à un protocole validé. Il y a donc lieu de commencer par des protocoles validés avant de tester tout et n'importe quoi pour n'arriver à rien.