Popper et la réfutabilité, ce qui distingue une théorie scientifique

Vienne, 1919, quatre théories

En 1919, l’astronome britannique Arthur Eddington observe une éclipse totale de Soleil. Il veut vérifier une prédiction de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein : la lumière des étoiles doit être déviée en passant près d’un corps aussi massif que le Soleil, et ces étoiles doivent apparaître légèrement déplacées sur les plaques photographiques. Les mesures donnent raison à Einstein.

Pendant l’été de la même année, un jeune Viennois, Karl Popper, futur philosophe des sciences, s’interroge sur quatre théories qui passionnent alors son entourage : la théorie de la gravitation d’Einstein, la théorie marxiste de l’histoire, la psychanalyse de Sigmund Freud et la psychologie individuelle d’Alfred Adler. Il l’a raconté dans une conférence donnée en 1953 à Cambridge, reprise en ouverture de son recueil Conjectures et réfutations, publié à Londres en 1963. Les trois dernières lui inspirent un malaise croissant, alors que la première l’enthousiasme. Il veut comprendre pourquoi.

La question qu’il se pose n’est pas celle de la vérité de ces théories. Une théorie peut être fausse et scientifique, comme tant de théories physiques abandonnées ; une autre peut contenir des vues justes sans être scientifique. La question est celle de la démarcation : qu’est-ce qui distingue une science de ce qui n’en est pas, quand les deux prétendent s’appuyer sur l’expérience ?

La force apparente des théories qui expliquent tout

Les partisans du marxisme, de la psychanalyse et de la psychologie d’Adler étaient frappés par le pouvoir explicatif de leurs théories. Partout où ils regardaient, ils voyaient des confirmations. Un marxiste ne pouvait ouvrir un journal sans y trouver la preuve de la lutte des classes ; un psychanalyste voyait chaque comportement confirmer la théorie de Freud.

Popper raconte une rencontre avec Adler en 1919. Il lui soumet le cas d’un enfant qui ne lui paraît pas particulièrement adlérien. Adler l’analyse sans hésiter, dans les termes de sa théorie du sentiment d’infériorité, sans même avoir vu l’enfant. Popper lui demande comment il peut en être si sûr. « À cause de mon expérience mille fois répétée », répond Adler. Et Popper de répliquer que, avec ce nouveau cas, son expérience est désormais mille et une fois répétée.

Pour montrer ce qui le gêne, Popper imagine deux conduites opposées : un homme qui pousse un enfant à l’eau pour le noyer, et un homme qui sacrifie sa vie pour en sauver un. La psychanalyse explique sans peine l’un et l’autre, le premier par le refoulement, le second par la sublimation. La théorie d’Adler les explique tout aussi facilement, l’un et l’autre, par le sentiment d’infériorité. Aucune conduite humaine ne pourrait contredire ces théories. Ce qui passait pour leur force, leur capacité à rendre compte de tous les cas, était en réalité leur faiblesse.

Popper ne prétend pas pour autant que ces théories ne disent rien de vrai. Il écrit que beaucoup de ce qu’elles avancent a une importance considérable, et qu’elles contiennent des suggestions psychologiques du plus grand intérêt, mais sous une forme qui ne se prête pas à l’épreuve. Elles décrivent certains faits, mais à la manière des mythes. Or, ajoute-il, presque toutes les théories scientifiques sont nées de mythes. Un mythe peut devenir science le jour où il prend une forme testable ; tant qu’il ne le fait pas, il reste en deçà de la science, quelle que soit sa profondeur.

L’astrologie offre un cas plus simple. Ses partisans, selon Popper, se sont laissé impressionner par les confirmations et ont ignoré les démentis. Leurs prédictions étaient assez vagues pour tout expliquer après coup. Pour échapper à la réfutation, ils ont détruit la possibilité de mettre leur théorie à l’épreuve. Un horoscope qui annonce « des changements dans votre vie sentimentale » ne peut jamais se tromper ; c’est précisément pourquoi il ne nous apprend rien.

Prendre le risque d’avoir tort

La théorie d’Einstein se trouvait dans une situation entièrement différente. Elle annonçait un effet précis, la déviation de la lumière, que l’on pouvait mesurer. Si les photographies d’Eddington n’avaient montré aucun déplacement des étoiles, la théorie aurait été réfutée. Elle prenait un risque, et c’est parce qu’elle l’avait pris que sa réussite comptait.

Popper tire de cette comparaison une série de leçons. Il est facile d’obtenir des confirmations pour presque n’importe quelle théorie, si on les cherche. Les confirmations ne comptent que lorsqu’elles résultent de prédictions risquées, qui auraient pu échouer. Une bonne théorie scientifique est une interdiction : elle exclut que certaines choses arrivent, et plus elle en exclut, meilleure elle est. Une théorie qu’aucun événement concevable ne pourrait réfuter n’est pas scientifique ; selon la formule de Popper, l’irréfutabilité n’est pas une vertu d’une théorie, comme on le croit souvent, mais un vice. Le critère du statut scientifique d’une théorie est donc sa réfutabilité, c’est-à-dire la possibilité de la mettre à l’épreuve.

Ce critère avait été formulé, sous une forme plus technique, dans Logik der Forschung, publiée à Vienne à l’automne 1934 (l’édition porte la date de 1935), traduite en français en 1973 sous le titre La Logique de la découverte scientifique. Il repose sur une asymétrie logique. Aucune accumulation d’observations ne peut prouver une loi universelle, mais une seule observation contraire suffit à la réfuter. La science n’avance donc pas en accumulant des preuves, mais en proposant des conjectures audacieuses et en cherchant à les réfuter. Une théorie qui a résisté à des tests sérieux est dite corroborée : elle n’est pas démontrée, elle a seulement mieux résisté que ses rivales.

Le critère a une conséquence inattendue. Une théorie scientifique gagne à dire beaucoup, quitte à risquer davantage : une affirmation vague comme « il pleuvra un jour ou l’autre » ne peut pas être démentie, mais elle ne nous apprend rien. Plus une théorie a de contenu, plus elle est réfutable, et plus elle est intéressante. La prudence qui consiste à ne jamais rien affirmer de précis n’est pas une vertu scientifique.

Le marxisme et la tentation de l’immunisation

Popper ne dit pas que le marxisme ou la psychanalyse n’ont aucun intérêt, ni qu’ils sont faux. Il distingue leurs cas. La psychanalyse lui paraît simplement irréfutable : elle ne fait pas de prédictions qui puissent échouer. Le marxisme, lui, avait d’abord fait des prédictions testables, sur l’évolution du capitalisme. Ces prédictions ont été démenties. Au lieu d’accepter la réfutation, ses partisans ont réinterprété la théorie et les faits pour les rendre compatibles.

Popper appelle cette manœuvre un stratagème conventionnaliste : on sauve une théorie réfutée en lui ajoutant après coup des hypothèses auxiliaires ou en changeant le sens de ses termes. On peut toujours le faire, mais on paie ce sauvetage d’une perte de statut scientifique. Une théorie qui s’adapte à tout ce qui arrive ne dit plus rien du monde.

Le point est subtil, car toute science modifie ses théories devant les faits. La différence tient au moment et à la manière. Une modification qui permet de nouvelles prédictions, que l’on peut tester à leur tour, enrichit la théorie. Une modification faite après coup, uniquement pour absorber le démenti, et qui ne permet aucune prédiction nouvelle, la vide de son contenu. Le marxisme réinterprété, selon Popper, relève du second cas : chaque échec y devient la preuve d’un facteur qu’on n’avait pas vu, sans que ce facteur puisse être examiné pour lui-même.

Les objections de Kuhn, de Lakatos et de Duhem-Quine

Le critère de Popper a été vivement discuté, et trois objections ont particulièrement compté. La première vient du physicien français Pierre Duhem, qui écrivait dès 1906, dans La Théorie physique, qu’une expérience ne met jamais à l’épreuve une hypothèse isolée, mais tout un ensemble d’hypothèses, de théories auxiliaires et d’instruments. Il en déduisait qu’il n’existe pas, en physique, d’expérience décisive au sens strict, capable de trancher à elle seule entre deux hypothèses. Le philosophe américain Willard Van Orman Quine a généralisé l’idée en 1951, dans « Les deux dogmes de l’empirisme » : nos énoncés affrontent le tribunal de l’expérience non pas individuellement, mais collectivement. Si une prédiction échoue, la logique dit seulement que quelque chose est faux dans l’ensemble, elle ne dit pas quoi.

L’histoire de l’astronomie en donne un exemple. Dans la première moitié du XIXe siècle, la planète Uranus ne suivait pas exactement l’orbite que prévoyait la mécanique de Newton. Une application naïve du critère aurait conduit à déclarer la théorie réfutée. L’astronome français Urbain Le Verrier fit une autre hypothèse : une planète inconnue perturbait Uranus. Il calcula sa position, et la planète, Neptune, fut observée à l’observatoire de Berlin en septembre 1846. L’anomalie n’avait pas réfuté Newton ; elle avait conduit à une découverte.

La deuxième objection vient de l’historien des sciences américain Thomas Kuhn, dans La Structure des révolutions scientifiques, en 1962. Kuhn observe que les savants ne passent pas leur temps à essayer de réfuter leurs théories. « C’est à des opérations de nettoyage que se consacrent la plupart des scientifiques durant toute leur carrière », écrit-il. Ils travaillent la plupart du temps dans le cadre d’un paradigme accepté, à résoudre des énigmes. Quand une expérience contredit la théorie, ils soupçonnent d’abord l’expérience, l’instrument ou le savant, non le paradigme. Ce n’est que lorsque les anomalies s’accumulent qu’une crise survient, et qu’un bouleversement peut remplacer un paradigme par un autre.

La troisième objection, plus proche de Popper, vient du philosophe d’origine hongroise Imre Lakatos, qui l’avait rejoint en 1960 à la London School of Economics. Lakatos propose de juger non des théories isolées, mais des programmes de recherche. Chacun comporte un noyau dur de principes que ses partisans refusent de remettre en cause, et une ceinture protectrice d’hypothèses auxiliaires qu’ils modifient pour absorber les anomalies. Un programme est progressif quand ces modifications conduisent à prédire des faits nouveaux, comme l’hypothèse d’une planète invisible a conduit à Neptune ; il dégénère quand elles ne servent qu’à sauver les apparences, sans permettre aucun test indépendant.

La part de vérité de la réfutabilité

Ces objections ne ruinent pas l’idée de Popper, elles la compliquent. Duhem et Quine montrent qu’aucune réfutation n’est logiquement contraignante : on peut toujours sauver une théorie en sacrifiant une hypothèse auxiliaire. Kuhn montre que la science réelle est plus conservatrice que la science idéale de Popper. Lakatos montre que la ténacité devant les anomalies est parfois féconde. Mais tous retrouvent, sous une autre forme, l’idée de 1919. La différence entre le programme de Le Verrier et le marxisme réinterprété n’est pas qu’on a sauvé l’un et l’autre d’une réfutation : c’est que le premier a sauvé Newton par une hypothèse qui prenait à son tour un risque, puisqu’on pouvait chercher la planète et ne pas la trouver.

Le débat n’est pas clos, et il se rejoue dans la physique contemporaine. La théorie des cordes, qui cherche depuis des décennies à réconcilier la relativité générale et la mécanique quantique, est accusée par certains physiciens de ne faire aucune prédiction testable, et donc de relever de la métaphysique plutôt que de la science. Le cosmologiste George Ellis craint qu’on ne puisse plus distinguer une telle physique de la science-fiction. D’autres défendent la théorie comme la piste la plus prometteuse, et le philosophe des sciences autrichien Richard Dawid propose d’admettre des formes d’évaluation des théories qui ne passent pas par l’expérience. Le philosophe Massimo Pigliucci, venu de la biologie de l’évolution, estime dans un essai publié en 2016 que les deux camps invoquent ou rejettent Popper sans y avoir assez réfléchi ; pour lui, la frontière entre science et pseudo-science est floue, mais la différence entre l’astronomie et l’astrologie n’en reste pas moins réelle.

Le critère de réfutabilité reste ainsi utile pour juger les discours qui se réclament de la science. Une théorie qui explique tout et ne peut rien interdire mérite la méfiance. Une théorie qui annonce ce qu’on devrait observer, et accepte d’être jugée sur ce point, mérite d’être examinée, même si elle s’avère fausse. Le critère vaut aussi hors des laboratoires. Devant une affirmation qui se présente comme scientifique, dans un débat public, une publicité ou une controverse médicale, la question de Popper est toujours utile : quel fait observable, s’il se produisait, conduirait ses défenseurs à reconnaître qu’ils se sont trompés ? S’il n’en existe aucun, la discussion change de nature.

Références

• Karl Popper, La Logique de la découverte scientifique, 1934
• Karl Popper, Conjectures et réfutations, 1963
• Pierre Duhem, La Théorie physique, 1906
• Willard Van Orman Quine, « Les deux dogmes de l’empirisme », 1951
• Thomas Kuhn, La Structure des révolutions scientifiques, 1962
• Imre Lakatos, « Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes », 1970