Quelle est exactement la méthode scientifique et comment ça marche?

Quelle est exactement la méthode scientifique et comment ça marche?

Revendique que le "the la science n'est pas réglée"En ce qui concerne le changement climatique sont symptomatiques d'un grand nombre d'ignorance sur la façon dont la science fonctionne.

Alors, quelle est la méthode scientifique, et pourquoi tant de gens, y compris parfois ceux qui sont formés en science, se trompent-ils?

La première chose à comprendre est qu'il n'y a pas de méthode unique en science, pas une seule façon de faire les choses. Ceci est intimement lié à la façon dont nous raisonnons en général.

Science et raisonnement

Les humains ont deux principaux modes de raisonnement: la déduction et l'induction. Lorsque nous raisonnons de manière déductive, nous dégageons les implications des informations déjà disponibles pour nous.

Par exemple, si je vous dis que Will est entre les âges de Cate et Abby, et que Abby est plus âgée que Cate, vous pouvez en déduire que Will doit être plus ancien que Cate.

Cette réponse était ancrée dans le problème, il fallait juste le démêler de ce que vous saviez déjà. C'est ainsi que fonctionnent les puzzles de Sudoku. La déduction est aussi le raisonnement que nous utilisons en mathématiques.

Le raisonnement inductif va au-delà des informations contenues dans ce que nous savons déjà et peut étendre nos connaissances dans de nouveaux domaines. Nous induisons en utilisant des généralisations et des analogies.

Les généralisations consistent à observer les régularités dans la nature et à imaginer qu'elles sont partout uniformes - c'est en partie ainsi que nous créons les soi-disant lois de la nature.

Les généralisations créent également des classes de choses, telles que "mammifères" ou "électrons". Nous généralisons également pour définir les aspects du comportement humain, y compris les tendances psychologiques et les tendances économiques.

Les analogies font valoir des similitudes entre deux choses, et l'étendent pour faire de nouvelles connaissances.

Par exemple, si je trouve un crâne fossilisé d'un animal éteint qui a des dents pointues, je pourrais me demander ce qu'il a mangé. Je cherche des animaux vivants aujourd'hui qui ont des dents pointues et remarquent qu'ils sont carnivores.

Raisonnant par analogie, je conclus que l'animal était aussi un carnivore.

En utilisant l'induction et en inférant à la meilleure explication possible compatible avec l'évidence, la science nous enseigne plus sur le monde que nous pourrions simplement déduire.

Science et incertitude

Most of our théories ou les modèles sont des analogies inductives avec le monde ou des parties de celui-ci.

Si les entrées de ma théorie particulière produisent des résultats qui correspondent à ceux du monde réel, je considère que c'est une bonne analogie, et donc une bonne théorie. S'il ne correspond pas, alors je dois le rejeter, ou raffiner ou redessiner la théorie pour la rendre plus analogue.

Si j'obtiens beaucoup de résultats du même genre dans le temps et l'espace, je pourrais généraliser à une conclusion. Mais aucune quantité de succès ne peut me prouver raison. Chaque instance de confirmation augmente seulement ma confiance dans mon idée. Comme Albert Einstein dit célèbre:

Aucune quantité d'expérimentation ne peut jamais me prouver raison; une seule expérience peut me prouver le contraire.

Les théories générales et spéciales de la relativité d'Einstein (qui sont des modèles et donc des analogies de la façon dont il pensait que l'univers fonctionne) ont été soutenues par des preuves expérimentales plusieurs fois dans de nombreuses conditions.

Nous avons une grande confiance dans les théories en tant que bonnes descriptions de la réalité. Mais ils ne peuvent pas être prouvés corrects, parce que la preuve est une créature qui appartient à la déduction.

La méthode hypothético-déductive

La science travaille aussi déductivement à travers la méthode hypothético-déductive.

Ça va comme ça. J'ai une hypothèse ou un modèle qui prédit que X se produira dans certaines conditions expérimentales. Expérimentalement, X ne se produit pas dans ces conditions. Je peux donc déduire que la théorie est imparfaite (en supposant, bien sûr, que nous fassions confiance aux conditions expérimentales qui ont produit non-X).

Dans ces conditions, j'ai prouvé que mon hypothèse ou modèle est incorrect (ou du moins incomplet). J'ai raisonné déductivement pour le faire.

Mais si X se produit, cela ne signifie pas que j'ai raison, cela signifie simplement que l'expérience n'a pas montré que mon idée était fausse. J'ai maintenant plus confiance que j'ai raison, mais je ne peux pas être sûr.

Si un jour la preuve expérimentale qui était hors de doute allait à l'encontre des prédictions d'Einstein, nous pourrions prouver de manière déductive, par la méthode hypothético-déductive, que ses théories sont incorrectes ou incomplètes. Mais aucun nombre de cas de confirmation ne peut prouver qu'il a raison.

Qu'une idée puisse être testée expérimentalement, qu'il puisse y avoir des résultats expérimentaux (en principe) qui montrent que l'idée est incorrecte, est ce qui en fait une idée scientifique, du moins selon le philosophe des sciences Karl Popper.

En tant qu'exemple d'une position indéfendable, et donc non scientifique, tenez-en à celle détenue par le négationniste australien du climat et One Nation Senator Malcolm Roberts. Roberts maintient qu'il y a aucune preuve empirique du changement climatique induit par l'homme.

Lorsqu'on lui a présenté des preuves faisant autorité lors d'un épisode de l'émission de débat télévisé sur ABC Q & A récemment, il a affirmé que la preuve était corrompue.

Le professeur Brian Cox explique la science du climat au sénateur Malcolm Roberts.

Pourtant, son affirmation selon laquelle le changement climatique induit par l'homme ne se produit pas ne peut être mise à l'épreuve car il n'accepterait aucune donnée le montrant faux. Il n'agit donc pas scientifiquement. Il se livre à Pseudoscience.

Settled ne signifie pas prouvé

L'une des grandes erreurs dans la compréhension publique de la science est d'assimiler l'établi à l'avéré. Alors que les théories d'Einstein sont «établies», elles ne sont pas prouvées. Mais planifier de ne pas travailler serait une folie absolue.

Comme l'a souligné le philosophe John Dewey dans son livre Logique: la théorie de l'enquête:

Dans la recherche scientifique, le critère de ce qui est pris pour être réglé, ou pour être la connaissance, est [de la science] étant si établi qu'il est disponible comme ressource dans une enquête plus approfondie; ne pas être réglé de manière à ne pas être sujet à révision lors d'une enquête ultérieure.

Ceux qui demandent que la science soit «établie» avant que nous agissions recherchent une certitude déductive lorsque nous travaillons de manière inductive. Et il y a d'autres sources de confusion.

La première est que les simples déclarations sur la cause et l'effet sont rares puisque la nature est complexe. Par exemple, une théorie pourrait prédire que X causera Y, mais que Y sera atténué par la présence de Z et ne se produira pas du tout si Q est au-dessus d'un niveau critique. Pour réduire cela à la simple déclaration "X provoque Y" est naïf.

Une autre est que, même si certaines idées générales peuvent être réglées, les détails restent une source de débat animé. Par exemple, cette évolution s'est produite est certainement réglée par n'importe quel compte rationnel. Mais certains détails sur le fonctionnement de la sélection naturelle sont encore en cours d'élaboration.

Confondre les détails de la sélection naturelle avec le fait de l'évolution est très semblable aux arguties sur les dates et les températures exactes de la modélisation et de la recherche du changement climatique quand il est très clair que la planète se réchauffe en général.

Lorsque nos théories réussissent à prédire les résultats et à former un réseau de théories de niveau supérieur qui sont elles-mêmes couronnées de succès, nous avons de solides arguments en faveur de l'ancrage de nos actions dans ces théories.

La marque de l'intelligence est de progresser dans un monde incertain et la science du changement climatique, de la santé humaine et de l'écologie de notre planète nous a donné plus de confiance que nous n'avons besoin d'agir avec certitude.

Exiger une certitude déductive avant d'agir ne nous rend pas forts, cela nous paralyse.

A propos de l'auteur

Peter Ellerton, conférencier en pensée critique, L'Université du Queensland

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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