© 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Expérience et preuve Comment travaillent les sciences physiques.

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1 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Expérience et preuve Comment travaillent les sciences physiques de laboratoire ? Dominique Pestre EHESS

2 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Le but de cet exposé est de réfléchir, de penser à ce quest la pratique des sciences, lexpérience la preuve, les faits, les controverses dans les sciences de laboratoire. Je le ferai à partir de récits, de récits historiques, de récits circonstanciés détudes de cas très fines De lintérêt de penser par cas si lon souhaite saisir la complexité de ce qui fait lactivité humaine en sciences comme ailleurs

3 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Je me propose donc de traiter de traiter dabord de trois cas dans un ordre chronologique Celui de Newton, philosophe naturel de Cambridge, de sa théorie des couleurs, de son expérience et de la réception de ses travaux Puis de celui de Coulomb, ingénieur des Ponts, inventeur de la balance électrostatique qui porte son nom, auteur de la loi de répulsion électrostatique en 1/r2 Puis de Heinrich Hertz, de sa « découverte » des ondes électro-dynamiques (-magnétiques) et des débats qui sen sont suivis Lintérêt est que ces cas sont paradigmatiques, sont des cas de grande science, quils devraient donc permettre de faire vivre notre sujet, détudier comment se font les faits via des expériences, des preuves et des controverses

4 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Newton, Cambridge, le volet et la lumière solaire, les deux pris- mes et la loi de composition de la lumière blanche par sept couleurs La polémique hors de Londres, l(im-)possibilité de montrer des couleurs, des couleurs nettes ; le risque d« artefact », la bataille des prismes, Venise et Londres, Londres et ses fabricants dinstruments La polémique hors de Londres, l(im-)possibilité de séparer les couleurs déjà séparées par le premier prisme, la question des couleurs premières La polémique hors de Londres, l(im-)possibilité de compter sept couleurs, la bataille du nombre de couleurs La polémique hors de Londres, l(im-)possibilité de se mettre daccord sur ce qui se passe, linterprétation

5 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Le cas de Coulomb, ingénieur proche de Laplace, Laplace concepteur dun monde newtonien généralisé, du cosmos à la particule élémentaire La machine de Coulomb, sa fragilité, sa versatilité ; par contraste, la robustesse des machines concurrentes ; problème de celui qui a une machine unique (voir Joule) La loi newtonienne de Coulomb, la loi en 1/r des autres La non réplication avec la balance de Coulomb dans lhistoire : la balance fétiche des TP et qui « illustre » La réplication exacte ; ses problèmes ; avec et sans cage de Faraday ; quelle conclusion en tirer : le devoir de lier théorie et résultats ? Quand arrête-t-on une expérience ?

6 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Lexpérience de Hertz, jeune professeur à Karlsruhe Ce quil en écrit en 1888 ; le principe de lexpérience ; les résultats et linterprétation La réalisation concrète ; les murs ; le noir ; les étincelles ; ses savoir-faire ; lévolution de son projet – se convaincre quil fabrique bien des ondes de nature électrique La réaction des théoriciens maxwelliens britanniques : « lexpé- rience cruciale » tant attendue ; les démonstrations publiques La correction de JJ Thomson : la vitesse dans les fils est c Le problème soulevé par les Genevois ; la fréquence de quoi ? Les lectures violentes de Cornu ; conciliantes de Brillouin, imaginatives de Poincaré ; lignorance des Maxwelliens

7 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve La folie des réplications suite au travail des Genevois ; linvention instrumentale et démonstrative : Boltzmann La redéfinition de lexpérience idoine : Poincaré et Blondlot ; la précision de Hertz sur ses pratiques (la synchronisation) Poincaré et lerreur de calcul ; est-ce important ? civilités scientifiques et rectifications Laccord de tous, le désaccord entre tous ; limportance première de la pratique, du pouvoir faire, de la nouveauté instrumentale et technique pour lavancée des sciences Le consensus ? Par le faire ; par l« application technique » ; par le partage des mêmes instruments ; malgré la bataille de priorité qui continue, pour un temps, via les manuels et les notices

8 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve Si je devais résumer en sentences simples quelques-unes des hypothèses qui structurent ce travail, hypothèses que les études que jai présentées me semblent montrer et redémon- trer à l'envie, je dirais que : * Le jugement que porte le scientifique face à un faisceau déléments un jugement informé et construit selon des logiques propres à chaque discipline et à chaque moment, à chaque groupe et à chaque individu est la catégorie pre- mière pour penser la preuve. Ce nest pas celle de preuve au sens absolu et logique qui importe, même en mathématique * On est convaincu par une preuve ici et maintenant, « en situation », au nom de critères particuliers, et en fonction d'idéaux qui peuvent rester implicites. L'évidence d'un cadre interprétatif ou culturel n'est jamais à démontrer.

9 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve * Le fait d'être convaincu par une preuve ne se déploie pas de façon binaire, il s'agit au contraire d'une variable continue. La preuve convainc plus ou moins, et le fait dêtre convaincu se traduit le plus souvent par ce quon fait. L'efficace d'une preuve pour quelqu'un se mesure autant par les démonstrations et expé- riences entreprises en son nom que par les discours. * Méthodologiquement, c'est à partir des faires et des dires de ceux qui sapproprient une preuve qu'il faut juger de sa force. Celui qui produit une preuve peut bien déclarer qu'elle est définitive ; s'il est le seul à le dire et à se comporter comme si c'était vrai, cela ne constitue pas une preuve qui convainc. La preuve se négocie, son histoire est constamment réécrite, et c'est ce que les autres font des preuves qu'on apporte qui compte dans la dynamique des sciences.

10 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve J'énoncerais aussi, et de façon tout aussi synthétique et peut- être trop « codée », quelques-unes des conclusions plus générales qui me semblent se dégager des récits que jai présenté : Obtenir une preuve est rarement quelque chose de simple ce n'est pas un 'dévoilement de la nature ou de la réalité'. Obtenir un bon résultat expérimental, c'est-à-dire résistant à la contestation, demande de 'travailler' le phénomène, de le stabiliser, de le modeler, de l'optimiser, de le simplifier ce qui est un travail long et risqué Nous lavons vu avec Hertz, Coulomb, Newton.

11 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve * Dans les sciences naturelles (ou plutôt les sciences physiques de laboratoire), la preuve proposée aux autres se présente souvent comme l'adéquation d'un faire, d'un dire expérimental et d'un développement théorique – trois choses délicates à agencer et à comparer. Faire que cette adéquation ne reste pas idiosyncrasique et purement individuelle, c'est-à-dire sans effet, requiert un dur labeur de conviction des autres. * Dans la compétition scientifique, les preuves des uns suscitent souvent la contestation des autres (nous disons alors quil y a controverse). Ceci n'est pas surprenant si l'on se souvient que l'objectif est (souvent) de sortir un signal (faible) d'un bruit (assourdissant), que les phénomènes étudiées n'ont rarement qu'une lecture possible qu'on peut donc sortir de nombreux signaux significatifs d'un même ensemble de phénomènes.

12 © 0206, Paris Dauphine, séminaire, Dominique PESTRE, EHESS Ladministration de la preuve * La norme comportementale des communautés savantes n'est pas en général de refaire l'expérience dont un compte-rendu vient d'être publié. Même en cas de désaccord, on tend le plus souvent à poursuivre son propre programme de recherche, celui dans lequel on est passé maître et quon sait faire fructifier. La dynamique des sciences doit plus aux savoir-faire qu'on maî- trise et aux objectifs personnels qu'on poursuit qu'à des volontés de « vérification ». * Les preuves s'administrent par toutes sortes de canaux parallèles. Dans la mesure où il est toujours bon de convaincre des publics multiples car beaucoup de choses se tiennent dans le corps social, les savants et les ingénieurs ont recours à la publi- cation d'articles dans des revues spécialisées, des démonstra- tions privées ou publiques, des présentations d'instruments, des « shows » médiatiques ou en comités restreints, etc.