Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°212 daté janvier/ mars 2023.
La science n'est pas un long fleuve tranquille. Son cheminement est au contraire sinueux, chaotique, conflictuel. Périodiquement, de nouvelles théories surgissent, séduisent plus ou moins… et ne passent pas l'hiver. Parfois, celles qui faisaient consensus butent sur des phénomènes qu'elles sont incapables d'expliquer, et finissent par être remplacées.
Que deviennent-elles ? "Les anciennes théories restent utiles, note l'historien des sciences Olivier Darrigol, de l'Université Paris-Cité. Certaines survivent notamment parce qu'elles permettent des calculs plus simples que celles qui leur ont succédé. En avionique, par exemple, la mécanique classique de Newton est parfaitement efficace."
Autre exemple : on a longtemps expliqué les échanges thermiques par la circulation d'un fluide appelé calorique. "C'est le physicien écossais Joseph Black (1728-1799) qui propose cette théorie impliquant un fluide s'écoulant des corps chauds vers les corps froids", raconte Jean-Marc Ginoux, qui enseigne l'histoire des sciences à l'École centrale. Aujourd'hui, on explique la chaleur par le mouvement, à l'échelle de l'atome, mais si un chauffagiste voit la chaleur comme un fluide, a-t-il tout faux ?
"En science, il y a 'faux' et 'faux', assure Olivier Darrigol. Jean-Marc Lévy-Leblond a publié en 1980 un bel article titré 'Éloge des théories fausses', lesquelles, selon lui, devraient être enseignées afin que les étudiants apprennent à les réfuter." Pour le grand physicien, "l'histoire traditionnelle des sciences et de leur succès est celle de la seule partie émergée d'un iceberg, qui ne flotterait pas s'il n'était soutenu par un volume beaucoup plus grand d'échecs et d'erreurs". Il ajoute : "Maîtriser un concept scientifique, c'est connaître les limites de sa validité, donc reconnaître les situations où il n'opère pas."
Jean-Marc Lévy-Leblond propose dans cet article une "typologie sommaire des théories fausses" : "Par ordre de distance croissante à la vérité reçue, on peut distinguer des théories adhérentes, différentes, aberrantes et sidérantes." Le calorique entre dans la première catégorie, celle des théories adhérentes, que le chercheur définit comme "les théories fausses aujourd'hui qui furent vraies hier et restent souvent d'excellentes approximations" .
Toutes sortes de "fluides" ont ainsi été imaginés au cours de l'histoire des sciences. "Pendant une vingtaine d'années, indique Olivier Darrigol, Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) a interprété toute la physique en termes de fluides : chaleur, lumière, électricité, fluides boréal et austral expliquant les aurores du même nom…"
L'éther, tour à tour indispensable et inutile
À une autre époque, ce fut aux "rayons" d'avoir la cote. Wilhelm Röntgen découvre les rayons X en 1895, Paul Villard, les rayons gamma en 1900… Dans la foulée, le physicien français René Blondlot (1849-1930) "découvre" en 1903 les "rayons N", qui amplifieraient la luminosité d'une source de faible intensité. Mais personne ne peut les reproduire… Ils sont vite oubliés. Quant à l'éther, fluide parfois et parfois non, d'Aristote à Einstein en passant par Descartes, il a connu de nombreuses déclinaisons.
Les rayons N, "découverts" par le physicien français René Blondlot, étaient selon lui "une nouvelle espèce de lumière" . Photogravures supposées les mettre en évidence dans une communication faite à l'Académie des sciences en 1903. (DOMAINE PUBLIC)
"En 1905, Einstein estime qu'il est superflu", raconte Jean-Marc Ginoux. Mais le 5 mai 1920, à la conférence de Leyde, il est formel : "Selon la théorie de la relativité générale, un espace sans éther est inconcevable." Bien sûr, il s'agit d'un "nouvel éther" : "L'éther de la théorie de la relativité générale, précise-t-il, est un milieu privé de toutes les propriétés mécaniques et cinématiques, mais qui détermine les phénomènes mécaniques (et électromagnétiques)." Aujourd'hui, la mécanique quantique attribue au vide des propriétés qui font penser… à une nouvelle variété d'éther. "On a besoin, à un moment donné, d'inventer un agent qui explique les phénomènes observés, souligne le physicien. Tout comme le calorique, l'éther a été un marchepied sur le chemin de la compréhension."
Qui a dit : "La science, mon garçon, est faite d'erreurs, mais d'erreurs qu'il est bon de commettre car elles mènent peu à peu à la vérité" ? "C'est le professeur Lidenbrock, dans le "Voyage au centre de la Terre" de Jules Verne, rappelle Denis Machon, chercheur à l'Université Claude-Bernard à Lyon. N'oublions pas que les chercheurs sont des êtres humains comme tout le monde. La démarche scientifique, cela s'apprend." Et suppose parfois de lutter contre des penchants bien naturels.
Toutes sortes de mécanismes psychologiques peuvent ainsi faire dévier le physicien. Il peut se laisser emporter par l'élégance d'une idée. "On a souvent été séduit par la symétrie, la régularité, les séries, indique Denis Machon. Parfois, ça marche : voyez le tableau de Mendeleïev." Le problème est de vouloir à tout prix démontrer une régularité au point de devenir aveugle aux signaux qui la contredisent. Le chercheur cite Isaac Asimov : "La phrase la plus excitante à entendre en science, celle qui annonce de nouvelles découvertes, n'est pas 'Eurêka' (j'ai trouvé !), mais plutôt 'Tiens, c'est marrant… '."
Besoin d'être reconnu, publié… et de crédits !
Pourtant… "Jacques Benveniste (1935-2004) croyait en sa théorie de la 'mémoire de l'eau', alors même qu'elle avait été infirmée par une étude en double aveugle, rappelle Denis Machon. Une partie de l'explication se trouve sans doute dans le fait que la personne qui faisait les manip' a pu, consciemment ou non, observer un peu trop souvent des signaux conformes à ce que son patron espérait. C'est ce que l'on peut appeler 'l'effet maître', résultant du mandarinat. Une variante de l'argument d'autorité : qui suis-je pour contredire cette belle théorie que mon patron va publier, suggère l'inconscient du manipulateur… À mon avis, c'est le piège dans lequel Benveniste est tombé."
Par ailleurs, le scientifique est soumis à de fortes pressions. S'il veut obtenir un poste, des collaborateurs, des équipements… il faut qu'il publie. "Et le scientifique aime bien être reconnu, ajoute Denis Machon. De plus, il est parfois soumis à des ascenseurs émotionnels énormes. Il suffit qu'une manip' en cours donne un résultat prometteur… ou négatif." Ou que des crédits soient accordés… ou pas.
Jean-Marc Lévy-Leblond distingue en second lieu les "théories différentes" : "Des théories qu'on pourrait encore appeler 'cohérentes', […] capables de faire face à la plupart des objections, et qui butent en définitive sur une réfutation convaincante mais subtile." Le physicien en donne un superbe exemple avec la théorie de la gravitation de Georges-Louis Le Sage (1724-1803). Celui-ci imaginait l'espace grouillant de corpuscules filant en tous sens, se cognant sur tout ce qui barre leur chemin. "En vertu de sa symétrie, un corps sphérique isolé voyait se compenser ces actions. Par contre, deux corps faisaient chacun écran à l'autre, et le déficit de collisions subséquent engendrait une force nette sur la face opposée. Autrement dit, pour Le Sage, les corps ne s'attiraient pas mais étaient poussés l'un vers l'autre !"
Beaucoup moins consistantes sont les "théories aberrantes". Il s'agit de "la plupart des propositions des marginaux de la science : le Soleil froid, la Terre creuse [… ]. Sans parler des dizaines de protestations contre la relativité". Jean-Marc Lévy-Leblond note que les erreurs de raisonnement y sont souvent bien dissimulées. Selon sa typologie, il y a enfin les "théories sidérantes". "Ce sont les moins intéressantes scientifiquement, mais des plus importantes socialement, car les plus pernicieuses. Il s'agit de ces textes qui ont l'apparence de la physique, ou des discours qui en font le bruit, mais n'ont aucune signification […]." Du "yaourt scientifique", en quelque sorte. Une prose enjôleuse qui se pare de mots savants pour faire sérieux et vendre en douce une marchandise frelatée : idéologie, gourous, livres ou conférences, baume au cœur ou… "médecine quantique".
Mémoire de tricheurs
La science a aussi ses imposteurs. Peu nombreux, ils provoquent tout de même des remous dans la communauté. Jan Hendrik Schön (né en 1970) est un cas spectaculaire. En 2001, ce chercheur allemand de l'Université de Constance annonce dans Nature qu'il a réussi à réaliser un transistor à l'échelle moléculaire. Un coup de tonnerre pour toute la filière de production de puces gravées sur silicium… Il est d'ailleurs récompensé par de nombreux prix. Mais peu après, un chercheur de l'Université de Princeton signale à Nature une anomalie qui fait penser à un "copier-coller". Puis les découvertes de données dupliquées se multiplient, le doute devient soupçon et une commission d'enquête est formée. Son rapport, en 2002, détaille seize filouteries démontrables et quelques autres probables. L'intéressé se défend, se débat, avoue partiellement. Il est finalement sanctionné pour "conduite déshonorante" en 2004.
Le cas de Emil Rupp (1898-1979) est un peu différent. Ce physicien allemand publie en 1926 plusieurs articles sur les propriétés d'interférence des rayons émis par des sources particulières (appelées rayons canaux), qui corroborent les travaux d'Einstein sur la dualité onde-particule. Mais en 1935, il doit admettre qu'il a fabriqué des résultats. "Il est clair qu'il a triché, estime Olivier Darrigol, même si ce n'est pas certain pour tous ses articles. Dans son cas, on peut supposer une association d'erreurs, de malhonnêteté et de délire."
Des suspicions de triche plus ou moins étayées visent même des monuments de la science. Ptolémée aurait emprunté à autrui, sans le dire, des mesures vieilles de trois cents ans. Galilée aurait fait passer des "expériences de pensée" sur la chute des corps pour des expériences tout court. Et Blaise Pascal a-t-il vraiment réalisé toutes les expériences qu'il rapporte, ou juste imaginé certaines d'entre elles ?
Par Pierre Vandeginste