dimanche 10 juillet 2016

Dois-je croire au probable ?

Dois-je croire au probable ? Encore une phrase écrite sur les murs de mon bureau, à ma propre attention... mais il n'est pas interdit que mes visiteurs y jettent un coup d'oeil, et plus si affinité.
Cette fois, il s'agit très explicitement de sciences de la nature, car cette phrase fait référence à une autre, plus connue, qui est « tenir le probable pour faux jusqu'à  preuve du contraire ».
En sciences de la nature, il y a cette étape essentielle d'induction à partir des lois quantitatives qui ont été obtenues à partir de caractérisations quantitatives des phénomènes  : on a des équations, et il faut maintenant identifier des mécanismes qui correspondent  à ces équations. Ce qui signifie identifier des objets, notions, concepts qui satisferont les équations. Cette étape est évidemment la plus difficile, et l'on ne saurait assez lire ou relire « La science et l'hypothèse » d'Henri Poincaré à ce propos.
Dans d'autres billets, j'ai expliqué comment on en vient à ces mécanismes, mais je propose de prendre ici une expérience historique, celle d'Otto Stern et Walther Gerlach, qui consiste à émettre des atomes d'argent dans l'entrefer d'un puissant champ magnétique.
L'idée est simple : dans une enceinte où l'on a fait le vide, on place une petite coupelle en matériau réfractaire, une résistance électrique qui va chauffer cette coupelle, et on dépose un peu d'argent dans la coupelle. Quand on chauffe, l'argent commence par fondre, puis il s'évapore, c'est-à-dire  que le atomes d'argent partent de la masse chauffée, comme des boulets de canon, dans toutes les directions de l'espace. Si l'on place en face de la coupelle  un écran percé d'un trou, on ne laisse passer qu'un faisceau d'atomes d'argent. On peut d'ailleurs mettre un deuxième écran percé plus loin, et l'on « collimate » alors bien mieux le faisceaux d'atomes d'argent.
Nous avons donc des atomes d'argent qui passent les uns après les autres par le second trou, et nous approchons un aimant du jet d'atomes d'argent. Puisque les atomes d'argent sont électriquement neutres,  on est conduit à penser que les atomes poursuivront leur chemin sans être perturbés par le champ magnétique… mais l'expérience, faite dans la première moitié du vingtième siècle, révéla que le faisceau d'atomes d'argent se sépare en deux faisceaux : on comprit finalement que les atomes d'argent se comportaient comme de petits aimants qui interagissent donc avec le champ magnétique appliqué et il fallut admettre l'existence d'un  concept nouveau, d'une idée nouvelle : certaines particules ont un «  moment magnétique », que l'on a nommé « spin ». Bien sûr, plus tard, il y eut des raffinements, et l'on compris qu'il  pouvait y avoir des spins de différents objets subatomiques, ce qui « expliquait » le moment  magnétique des atomes. La découverte fut à  l'origine de nombreuses techniques, telle la « résonance magnétique nucléaire », où l'on joue de l'interaction entre le moment magnétique des atomes et d'un champ magnétique, afin de connaître l’environnement des divers atomes.

Mais revenons à la phrase de mon mur, après nous en être considérablement éloigné : tenir le probable pour faux jusqu'à preuve du contraire. L'idée correspond aussi au fait que le diable est caché derrière chaque détail expérimental, derrière chaque calcul. Ailleurs, j'ai discuté la question des validations, et il ne s'agit pas seulement de vérifier que l'on ne s'est pas trompé, mais aussi d'être bien certain que nous n'avons pas pris nos désirs pour nos réalités. Lors des divers étapes de la recherche scientifique, nous sommes tentés de voir des lois, mais cette légitime tentation ne doit pas être hâtive, et il faut  s'assurer que nous voyons effectivement les lois que nous imaginons. Il vaut donc mieux ne pas conclure trop vite : si ces lois sont probables, elles ne sont que probables.
Tout cela étant dit, j'avais cette phrase « Tenir le probable pour faux jusqu'à preuve du contraire ». Elle ne m'allait pas, car elle était négative, et je crois que l'on peut être prudent sans être négatif. Avec l'âge, l’ensemble des erreurs que nous avons faites nous conduit souvient à douter plus que nous ne l'aurions fais plus jeunes, à être moins naifs, à discuter plus les faits. Mais discuter ne signifie pas refuser, et c'est pour cette raison que je propose de ne pas mettre la négation d'emblée. C'es pour cette raison que je propose de poser seulement la question : devons-nous croire au probable ? Devons-nous admettre le probable ? Et là, je suis assez heureux, car j'assortis cette reformulation de l'idée selon laquelle une question est une promesse de réponse.