dimanche 10 mai 2015

Peut-il exister de bonnes pratiques à propos de la première étape du travail scientifiques, à savoir le choix des phénomènes que l'on décide d'explorer ?

Dans notre quête des bonnes pratiques en science, nous avons proposé de considérer séparément les divers temps du travail scientifique, à savoir : 

- identifier un phénomène que l'on décide d'explorer

- le quantifier

- réunir les données en lois synthétiques

- chercher des mécanismes compatibles avec les lois trouvées

- tirer une conséquence de la théorie établie, en vue de faire un test expérimental

- faire ce test expérimental. 

Ici, nous considérons la première étape. On veut identifier un phénomène... mais lequel ? Et pourquoi le choisit-on ? La pratique scientifique, qui refuse l'arbitraire, doit identifier des raisons du choix effectué. Toutefois, souvent, nos collègues et nous-mêmes faisons des choix par "goût" : certains décident d'explorer le vivant, d'autres la matière... 

Cela, c'est pour le champ général, mais pour les phénomènes particuliers qui sont l'objet des études ? Deux attitudes (au moins) sont possibles : soit on considère que ce choix n'a aucune importance et que c'est en chemin que l'on fera la découverte, soit on pense au contraire que ce choix est crucial, puisque c'est celui qui conduira à la découverte. 

Commençons par une métaphore : supposons que nous soyons dans une contrée qui comporte des collines, des vallées, des montagnes, et que les découvertes soient les montagnes. Si nous regardons  derrière nous, nous voyons parfaitement les montagnes : ce sont les grandes découvertes du passé, la mécanique quantique, la relativité générale, le graphène, le brome, le chlore,  l'électrolyse, l'induction électromagnétique... Toutefois, regarder en arrière, c'est faire de l'histoire des sciences et non pas de la science elle-même. Notre ambition est de faire des découvertes, c'est-à-dire trouver des montagnes qui n'ont pas encore été trouvées. Ces montagnes, nous ne les voyons pas, sans quoi la question serait facile : nous nous dirigerions vers les montagnes, et le tour serait joué ; il n'y aurait pas de "découverte". Non, au contraire, nous devons identifier des montagnes que nous ne voyons pas, parce qu'une large brume couvre le paysage. 

Et là, c'est bien compliqué, car il n'est pas dit que progresser dans le sens de la plus grande pente, le sens du gradient, nous conduise vers une montagne à coup sûr : il se peut très bien qu'après quelques pas, le relief se mette à descendre, au lieu de monter.  Autrement dit, nous ignorons quelle direction prendre pour faire des découvertes ! D'autant que nous avons une infinité de possibilités devant  nous. Quelle direction prendre ? 

Cette comparaison nous montre, même si une comparaison n'est qu'une comparaison, qu'il y a une difficulté à choisir le type de travail que nous nous proposons de faire en vue de cet objectif final qui est de faire des découvertes. 

Ce point établi, observons qu'il y a des manières de faire. 

· Par exemple, certains se reposent sur la mise au point d'outils d'observation nouveau pour voir ce que leurs prédécesseurs ne voyaient pas. Toutefois, c'est souvent le cadre théorique qui conduit à discerner des objets en quelque sorte nouveaux, et que tout le monde voyait déjà… sans les voir ! Par exemple, les fullérènes (des molécules en forme de sphères ou de cylindres, faites entièrement d'atomes de carbone) étaient sous nos yeux, et il n'y a pas eu besoin de microscope puissant pour les voir. 

·D'autres se donnent pour mission d'affiner les mesures, et c'est ainsi que furent découverts les gaz rares de l'air, par exemple : en 1893, le physicien William Ramsay (1852-1916) fit réagir du calcium avec un échantillon de diazote isolé de l'air, et il constata que près d’un pour cent (en volume) du gaz ne donnait lieu à aucune réaction ; si le diazote avait été pur, il aurait réagi complètement. En raison de l’inertie de ce gaz, Ramsay lui donna le nom d’argon, du mot grec signifiant "paresseux". En outre, il découvrit que le gaz résiduel était constitué de cinq composants : à côté de l’argon, il y avait aussi, mais en quantités beaucoup plus faibles, de l’hélium, du néon, du krypton  et du xénon. 


· D'autres proposent de "résoudre des problèmes" : j'ai des textes où Jean-Marie Lehn propose la méthode.

· A propos de ce même Jean-Marie Lehn, il n'est pas certain que la résolution de problèmes soit son unique méthode. Souvent, il pratique ce que les logiciens désignaient par  "abstraire et généraliser". C'est plus ou moins ce qu'il a fait quand  il a été conduit aux dynamères, ou polymères dynamiques, dont la réorganisation est fondée sur des forces faibles et de la chimie supramoléculaire. Pour cette méthode, que je désigne par "Identifier des catégories générales dont les objets d'étude particuliers sont des projections", la "mécanique" de la découverte est la suivante : on observe un object, on en cherche des catégories générales dont il est un représentant, et muni des propriétés générales des catégories, on  repart explorer le monde à la recherche d'objets qui correspondraient à ces catégories.
· Il y a aussi la méthode que  Louis Pasteur résumait par la formule "La  chance sourit aux esprits préparés". Peu importerait le phénomène d'étude, et c'est  l'attention que l'on met dans le travail qui permet découverte. Il faut alors garder les yeux bien ouverts pour identifier les saillances du monde, saillances auxquelles nous nous accrocherons en vue d'identifier des incohérences scientifiques, et, de ce fait, de trouver de meilleures théories. Dans cette vision, il y a, au coeur  du travail, au coeur de la  stratégie scientifique, la focalisation sur ce que je nomme des symptômes, à savoir des incompréhensions théoriques, des résultats qui ne collent pas au cadre théorique par lequel on voudrait les décrire. C'est de ce point de vue que je reprends volontiers l'idée selon laquelle, si on fait une expérience et que l'on obtient le résultat attendu, on a fait une vérification, mais si on obtient un autre résultat, on a peut-être fait une découverte. Ce "peut-être" est important, et  je vois dans cette idée la même stratégie que celle des esprits préparés.

· Proche de cette vision, la réfutation des hypothèses et des théories : tout notre savoir s'énonce en phrases ou en équations qui sont insuffisantes, de sorte que l'on peut se donner pour travail de savoir en quoi ces phrases ou équations sont fausses. Aucune difficulté, sauf à choisir la phrase ou équation particulières que l'on veut réfuter.
Que penser des programmes dits mobilisateurs ou fédérateurs de nos institution scientifiques ? Pardon d'être iconoclaste... mais je m'interroge : avant de faire ce que l'on nous demande de faire, avant d'investir du temps dans des travaux, il faut discuter les propositions, n'est-ce pas ? Tout d'abord, ces programmes sont-ils une garantie que nous ferons des découvertes ? Sont-ils de la communication, une façon de montrer clairement au public où vont ses impôts,  ou de la véritable stratégie scientifique ? Je propose de commencer par observer que l'on peut  faire quelque confiance à un individu qui a déjà à son actif plusieurs découvertes, mais qu'il y a lieu de résister aux envies des autres.
Bien sûr, on peut mettre en oeuvre les idées précédentes, lors de l'implémentation de tels programmes... mais qui nous garantit de leur utilité réelle, en termes scientifiques, et non de communication ?
Plus positivement, nous avons vu plusieurs stratégies possibles, et l'on peut se demander s'il en  existe d'autres ? Je rêve de l'organisation d'une rencontre entre des gens  honnêtes et intelligents, qui oublieront leur ego, leur respectabilité, leur envie d'argent ou de pouvoir, et qui viendront étaler sincèrement  leur stratégie personnelle,  afin que nous puissions enrichir ce tout petit catalogue de stratégies scientifiques. 



Observons que nous sommes encore loin de l'identification d'un phénomène en particulier ! Mais il y a peut-être lieu de considérer que les êtres humains ont bien le droit d'avoir des goûts différents : pour les grandes synthèses théoriques, pour le détail des mécanismes, pour les systèmes vivants,  pour la  production d'objets utiles à la collectivité… Cela, c'est pour la détermination du champ général où les phénomènes seront identifiés. Mais il reste, et je me répète, la question du choix particulier des phénomènes qui seront le point de départ du travail scientifique. Dans notre colloque honnête sur cette première étape de la recherche, il y aurait donc lieu de distinguer une première partie de stratégie, puis une deuxième partie consacrée aux champs d'étude, et une troisième partie sur l'identification particulière des phénomènes à considérer. Bien sûr, on peut continuer de faire comme toujours , à savoir que les jeunes scientifiques arrivent un peu au hasard dans un laboratoire, y sont formés, s'accrochent à une activité qui leur donne des compétences particulières, poursuivent dans cette direction, acquièrent des compétences complémentaires lors de travaux  post-doctoraux, et suivent une voie très conjecturelle. Ce type de formation est-il efficace ?  Voilà la question à laquelle j'aimerais que les institutions scientifiques répondent honnêtement, en oubliant les monitions du ministre, lequel passe et est remplacé par un autre ministre, en oubliant l'inertie du paquebot de la recherche scientifique, avec les grands programmes dont il n'a toujours pas été démontré qu'ils sont efficaces. J'attends de la sincérité et de la réflexion partagée, notamment avec les meilleurs d'entre nous. Pas les meilleurs en termes de publications, car on détourne facilement les critères d'évaluation en déclinant une bonne  idée à l'infini, mais plutôt ceux qui ont à  leur actif plusieurs réussites exemplaires ; la collectivité leur sera à jamais reconnaissante de l'avoir aidée.