La
méthode scientifique
Francis Michel Sanchez,
JANVIER 2000, revisé 18 Juin 2001
Francis.Sanchez@enseignement.u-psud.fr
Dans le contexte du
débat actuel "existe-t-il une méthode scientifique?", nous rappelons
le "méthode expérimentale de recherche", que nous enseignons et
pratiquons depuis 30 ans dans des "TP-découvertes"
a) RECEPTIVITE : faites table rase des "a priori "
(théoriques ou autres)
b) CHOIX DES OUTILS : évaluer les ordres de grandeurs pertinents, en
particulier par l'analyse dimensionnelle.
c) METROLOGIE : effectuez des mesures impartiales et
reproductibles.
d) VERIFICATION : confrontez le résultats de vos travaux.
d') INDEPENDANCE : Pas de copiage qui ruinerait le principe
d'indépendance statistique, seul garant de la "vérité
scientifique".
e) NUMÉRISATION : formez des rapports entre grandeurs de même
Dimension pour avoir des séries de nombres purs.
f) MATHÉMATISATION : Cherchez les corrélations mathématiques
simples entre ces séries de nombres.
Cette méthode « expérimentale » est à distinguer
soigneusement de la méthode "scolaire": vérifier telle loi. La
façon dont une loi scientifique a été obtenue est, en effet, aussi importante,
sinon plus, que la loi elle-même. Ce n'est qu'ensuite, muni de résultats
expérimentaux fiables, que le scientifique s'adresse à la théorie; là encore
deux écoles, la première rassemblant l'énorme majorité de l'activité des
« scientifiques » actuels ? QUI SONT EN FAIT DES
« SCHOLASTIQUES »:
LA « SCHOLASTIQUE », THEORISATION
DOGMATIQUE : faire rentrer de force les résultats expérimentaux dans la
théorie dominante, en modifiant les paramètres de celle-ci. Dans le modèle
astronomique de Ptolémée, c’est le rôle du nombre croissant d’ épicycles
successifs. C'est ce qui se passe depuis 20 ans avec le modèle du Big Bang. Le
dernier ajustement en date, après la honteuse "inflation", étant de
ressortir le terme de "répulsion galactique" d'Einstein, pour
expliquer l'accélération de l'expansion galactique lointaine, alors que
cela résulte directement du modèle concurrent d'expansion exponentielle de la
"Théorie stationnaire" ou de la récente Théorie Holique, ou
Holophysique)
LA (vraie) SCIENCE :
THEORISATION HUMANISTE : chercher une « théorie numérique », conforme aux faits et à l'intuition.
C'est ce qui nous a conduit à la Théorie Holique, résultant de notre longue
expérience de la Physique et de la Pédagogie.
La vraie tradition scientifique, instaurée depuis 26 siècle par
Pythagore, exige que n’interviennent que des éléments « calculables »
en temps fini, c’est-à-dire qui repose sur des nombres entiers. Ainsi la
proposition 2 + 2 = 4 est indubitable dans le sens où c’est une définition du
nombre 4. Par contre, constater que 2
x 2 = 4, constitue une
singularité, puisqu’on retrouve une deuxième définition possible du 4. Cela est
lié avec la signification des opérations + et x, qui, à partir de deux nombres,
en définissent un troisième. Quand le nombre commun choisi (2) est le même que
le nombre minimum de composants d’une opération (deux), on assiste à cette
singularité : 2 + 2 = 2 x 2. Si vous remplacez 2 par ou un autre nombre,
cela ne marche plus. Ceci constitue un résultat scientifique, dans ce sens
qu’il ne peut être remis en question. Il est vérifiable par tous. Maintenant,
ce que dit l’école de Pythagore, c’est que la Nature utilise ces propriétés
arithmétiques des nombres…
Par exemple, l’un des résultats les plus merveilleux de la Physique est
« la conservation de l’énergie ». Il existe une grandeur physique,
appelée énergie, qui est « multiforme », c’est-à-dire qu’elle peut
apparaître sous forme « cinétique » (un camion lancé à grande vitesse
est très dangereux), ou « potentielle » (éviter de passer sous une
échelle : il peut tomber des objets potentiellement gravement
« cinétiques »). Il y a aussi la forme thermique et la forme
chimique… Le principe de conservation de l’énergie stipule que, dans un système
isolé (c’est-à-dire que l’on suppose prendre en compte toutes les formes
d’énergie possibles), la somme de ces énergies partielles reste constante. Que
signifie ce principe ?
D’abord, cela signifie que la Nature ne fait pas n’importe quoi :
elle obéit à au moins une loi. Mais comment procède-t-elle ? et
pourquoi en est-il ainsi ? Ces questions du « Comment » et
du « Pourquoi » sont quelque peu « tabou » dans
l’enseignement traditionnel. Cela vient du fait qu’elles participent à des
interrogations « métaphysiques », réputée interminables, ce qui
provoque le blocage de l’action…
Car la « Société » a besoin d’ exécutants efficaces, les
ingénieurs traitant du « Comment technique », et les
« savants » du « Comment théorique ». On laisse aux
« philosophes » le soin d’argumenter sans fin sur le « Pourquoi »,
comme une soupape de sûreté, qui donnerait l’impression à chacun de progresser
dans la direction d’une vérité en fait inaccessible. A force d’expérimentation,
de mathématisation, on arrive à repérer d’autres lois, comme par exemple le
Second Principe, qui donne la proportion de l’énergie thermique réellement
convertible vers la forme mécanique. Il est vrai que cela aboutit à de belles
machines, en commençant par la machine à vapeur, puis l’automobile, puis
l’avion, la fusée…avec, en parallèle, les armes à feu, les mines, les bombes…
Tout cela est donc vain et puéril : « Science sans conscience n’est
que ruine de l’âme », avait prophétisé un philosophe...il voulait sans
doute dire : ruine de la société. La science ainsi (in)comprise permet
tout au plus d’agir sur la réalité, mais ne participe pas à une véritable connaissance de celle-ci, et
donc aboutit à un désastre éthique et écologique…
Donc, pour espérer progresser dan la connaissance de la réalité, il
faut répondre aux questions « tabou ». Pourquoi et Comment
l’énergie se conserve-t-elle ? Un théoricien vous répondra : « la
conservation de l’énergie est reliée à l’uniformité du temps, c’est-à-dire que
vous pouvez commencer une expérience à n’importe quel moment, vous obtiendrez
toujours le même résultat : tous les instants sont équivalents ».
En fait, tout principe de conservation implique, par définition, le temps, on
n’est guère avancé… On ne voit pas
directement le rapport entre le temps et l’énergie, cela résulte d’une
théorisation….
Y a-t-il une réponse intuitive ? Le principe de conservation de
l’Energie implique que la Nature procède par échanges. On rejoint ainsi le
Principe de Lavoisier : rien ne se perd, rien ne se crée, tout se
transforme. Mais la transformation se fait suivant certaines lois.
L’énergie se comporte donc comme une monnaie d’échange. L’unité est même
définie, c’est le « Joule », du nom de ce brasseur britannique, qui à
force de brasser la bière, s’est aperçu que celle-ci chauffait ! Une
ancienne unité est le « kilowattheure », que l’EDF vous facture. Au
fait pourquoi l’EDF n’utilise pas l’unité officielle, le Joule ? mystère…
La nature, elle, semble utiliser une seule et unique unité, qui reste
constante, et ne subit pas de variations. Ce qui n’est pas le cas de la
monnaie…
L’énergie apparaît donc comme une monnaie parfaite, unique et
intangible. Imaginez un monde où il n’y aurait qu’une seule monnaie aussi
parfaite. Il semble que la Nature donne ici une leçon de sagesse aux humains…La
question du Pourquoi est ainsi réglée. Mais comment fait la Nature pour
procéder à des échanges équitables ? Comment fait la ménagère pour
équilibrer son budget ? Elle doit compter
Donc la Nature calcule. On commence à y voir plus clair. Cela implique
que l’Arithmétique doit jouer un rôle dans la Nature. Mais il ne faut
pas confondre avec la Mathématique en général. Celle-ci est une déformation
de la géométrie, en ce sens qu’elle associe un nombre à tout point d’un
segment. Et elle appelle ce nombre « réel » ! Et d’affirmer
doctement : un segment des droite est un ensemble infini de points
infiniment petits. Vous sentez l’entourloupe ? Heureusement
des logiciens comme Poincaré, Goedel, Turing ont démontré que l’édifice
mathématique formaliste ne pourrait jamais être satisfaisant si on introduit
ce concept d’infini, car cela revient à calculer avec des nombres
incalculables… c’est-à-dire qu’un ordinateur, calculant
pas à pas et sans erreur, mettrait un temps infini pour simplement écrire
ces ridicules « nombres incalculables ». En particulier, le « nombre
de Lodschmidt », le fameux rapport « pi » entre la circonférence
d’un cercle et son diamètre, dont les premières décimales sont 3.1416,
n’est pas un nombre vraiment calculable. Donc la Nature, si elle
veux conduire des calculs, doit forcément utiliser des approximations rationnelles
de pi. Effectivement, une série décisive liée à ces approximations rationnelles
(lesquelles constituent un problème non résolu de la mathématique officielle),
donne les principaux paramètres de la Physique…comme chacun peut le
vérifier sur sa calculette scientifique (voir
séries décisives). Ainsi, une simple réflexion amène le
Physicien à constater que les paramètres mystérieux de la Physique, loin d’être
des nombres arbitraires décidés lors d’un prétendu Big Bang, (l’affligeante
thèse officielle) sont des constante rationnelles d’une Arithmétique
Naturelle à venir…
Mais, comme les nombres intervenant dans les calculs naturels doivent
être entiers, il s’en suit nécessairement qu’il faut remplacer le continuum
d’espaces par un « quantinuum », c‘est-à-dire qu’il existe un quantum
d’espace. De même pour le Temps et la Masse, ces entités physiques
fondamentales, elles doivent toute être quantifiées. Le fonctionnement
quantique de la Nature est donc logique… c’est le continu qui n’est pas
logique. On comprend mal les réticences des physiciens à accepter la Mécanique
quantique…Quand Planck a découvert son « quantum d’action », de
nombreux collègues se sont écriés : « ce n’est pas de la physique » En
fait c’était eux qui n’étaient pas de vrais physiciens…
Un autre point très important : Poincaré (et non le couple Einstein/Minkowski,
voir l'affaire Einstein) a
établi que le lois de la Physique trouvaient une expression particulièrement
simple dans un espace fictif à 4 dimensions. Là encore, c’est pure théorisation
commode, comme le « continu » ci-dessus. Il faut maintenir une différence intuitive entre Temps et Espace,
même si en apparence, on peut échanger du temps en espace et réciproquement.
Pour des formalistes forcenés, il faudrait purement et simplement assimiler
le temps a l’espace, et il préconise même d‘utiliser une unité
commune pour les deux entités. Or il existe une technique fondamentale en
Physique, baptisée analyse dimensionnelle, qui permet de prévoir quels seront
les ordres de grandeurs pertinents dans un problème de Physique. Les théoriciens
formalistes se sont donc privés de cette élémentaire Analyse Dimensionnelle.
Mal leur en a pris. Quand on applique de manière intuitive cette analyse
dimensionnelle à la Cosmologie, on obtient directement une longueur de 9 milliards
d’année-lumière, c’est-à-dire le bon ordre de grandeur du rayon
de Hubble…Voir pour l’analyse historique de ce fait incroyable :
les physiciens conventionnels ont raté cette observation élémentaire, que
n’importe qui peut vérifier. C’est d’autant plus grave que
cela annonce la réfutation du Big Bang …en effet d’après ce modèle
la distance caractéristique doit varier.
Les « scientifiques » avertis de ce calcul et de l’analyse
historique expliquant comment ils ont pu rater une observation aussi élémentaire
et fondamentale depuis 70 ans (voir analyse dimensionnelle),
adoptent des attitudes étranges … … Soit ils ignorent purement
et simplement ce fait dérangeant (s’ils pensent pouvoir éviter la discussion,
ils ont certes rendez-vous avec l’Histoire), soit ils répondent :
tant que ce n’est pas publié dans un journal officiel, avec comité de
lecture, ce n’est pas un « fait scientifique », (ils oublient
de dire que ce sont eux qui participent aux comités de lecture, produisant
les odieux rapports anonymes qui bloquent toute découverte gênante).
Les rares qui acceptent de discuter
(une remarquable exception, dans ces circonstances troublées, est Jean-Claude
Pecker, de l’Institut, l’un des rares scientifiques a ne pas considérer
le Big Bang comme un dogme définitif, voir C.R.A.S, Août 1999) vont faire
remarquer que cela est peut-être pure coïncidence. Comme si la Science n’avait
pas démarrée par l’observation préliminaire de coïncidences… La
vraie question est : y a-t-il un faisceau de coïncidences ?
La réponse est positive, voir ci-dessous. Des calculs simples redonnent
même par deux méthodes indépendantes la température du fond cosmologique au
millième près (cette température devrait aussi varier dans le modèle
du Big Bang). Alors cela devient une véritable réfutation du Big Bang.
Une réfutation censurée… Or vous observerez que ce sont ceux-là mêmes,
voir ci-dessus, qui enseignent ou vulgarisent la méthode scientifique, qui
vont vous expliquer, avec force détail, que celle-ci procède par réfutation
des théories en vigueur, avec remise en question de tout l’édifice.
C’est en fait un double langage : les « scientifiques »
n’adaptent pas leurs actes avec leurs paroles : quand une réfutation
survient, ils la censurent…
Mais laissons ces pantins à leur triste destin, leur rendez-vous
malheureux avec l’Histoire, et revenons à notre Nature. Pour compter, il
faut utiliser une base, surtout quand de grands nombres sont impliqués. Par
exemple les humains utilisent souvent
la base 10. Ainsi, un million s’écrira 106 car il y a 6
zéros. Un milliard en comportera 9. C’est pratique, car multiplier un million
par un milliard s’obtiendra an ajoutant simplement le nombre de zéros : on
obtiendra ainsi 1015. Un mathématicien dira que « 6 et 9 sont
les logarithmes à base 10 » des deux nombres en question. Il existe une
école formaliste, les « mystificateurs », qui sévit dans
l’enseignement, qui oublie de dire que, tout simplement, le logarithme c’est
le nombres de chiffres qu’il faut pour écrire ce nombre ! Mais si ça
ne tombe pas juste, on établit une règle de correspondance entre un nombre et
son logarithme, telle que la somme des logarithmes donne le logarithme du
produit. Les ingénieurs ont mis au point une machine réellement merveilleuse,
la calculette scientifique. Un seul bouton à presser, et vous avez le
logarithme ! Vérifier que log 1000000000 = 9, ce qui est assez long. Plus
court est de vérifier que log109 = 9, ce qui va plus vite car il n’y
a que 4 boutons à presser, le 10 (1 puis 0), le xy puis le 9.
Cela conduit à refuser le statut de théorie scientifique, dans le sens
de « science exacte », aux équations différentielles de Newton, et
sous-tend la Physique Quantique. La surprise et les réticences que l’apparition
des quanta ont provoquée chez les « physiciens » montrent une
incompréhension générale du véritable caractère humaniste de la Science. C’est
ainsi que les « scientifiques » officiels n’ont pas songé à
rechercher une loi simple pour décrire la série des longueurs d’onde de
l’Hydrogène. Ce que s’empressa de faire l’instituteur suisse Balmer, dès qu’il
fut en retraite. En fait celui-ci a appliqué la véritable méthode
scientifique. Cette opposition
entre les deux tendances « dogmatisme » et « humanisme » en
Physique, correspond au schisme mathématique entre les
« formalistes » (Hilbert) et les « intuitionnistes »
(Brouwers). Hélas ceux-ci ont été mis en minorité…avec les résultats
catastrophique que l’on sait : le public repousse maintenant la Science,
et lui attribue même nombre de maux…
La véritable méthode scientifique « humaniste » a été
grandement "oubliée". Voir « Le Troisième Pilier" en
particulier. On y trouvera les preuves, vérifiables par tous, que le
« dogmatisme anti-scientifique » a bloqué la Recherche depuis 70 ans…