chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
21
les résultats auxquels des expériences ou des observations
devraient aboutir si l’hypothèse émise (soit la prémisse) est
vraie. On vérifie ensuite celle-ci en menant une expérience
pour voir si oui ou non on obtient les résultats attendus.
Cette vérification déductive fait appel à la formulation logique
tion serait la suivante : si l’hypothèse des piles à plat est correcte et que l’on remplace les vieilles piles par de nouvelles
piles, alors la lampe de poche devrait fonctionner.
L’exemple de la lampe de poche illustre un élément clé du
recours aux hypothèses en science : les observations initiales
peuvent donner lieu à plusieurs hypothèses. L’idéal est de
concevoir des expériences permettant de tester toutes les tentatives d’explication. En plus des deux explications vérifiées
dans la figure 1.24, une des nombreuses autres hypothèses
possibles est que les piles et l’ampoule ne marchent plus. Que
prédit cette hypothèse au sujet du résultat des expériences de
la figure 1.24 ? Quelle autre expérience pourriez-vous concevoir pour vérifier l’hypothèse de la cause multiple ?
Examinons encore l’exemple de la lampe de poche pour
apprendre un autre élément important au sujet de la dé marche
dans la recherche scientifique. Même si l’hypothèse de l’ampoule grillée est l’explication la plus plausible, remarquez
que l’étape de la vérification appuie l’hypothèse non pas en
prouvant qu’elle est correcte, mais en ne l’éliminant pas par
réfutation. En d’autres termes, même si les résultats d’une
expérience semblent confirmer une hypothèse (dans ce cas-ci,
celle de l’ampoule grillée), cette hypothèse n’est pas pour
autant prouvée hors de tout doute. L’ampoule était peut-être
mal vissée, et on aura simplement inséré la nouvelle ampoule
correctement. On pourrait essayer de réfuter l’hypothèse de
l’ampoule grillée en tentant une autre expérience, qui consisterait à retirer l’ampoule pour la remettre correctement. Si la
lampe de poche refusait toujours de fonctionner, l’hypothèse
de l’ampoule grillée serait non réfutée. Cependant, aucune
expérience ne peut prouver une hypothèse au-delà de tout
doute, car il est impossible de vérifier toutes les hypothèses
possibles. Une hypothèse devient cré dible parce qu’elle résiste
aux différentes tenta tives de réfutation et que les expériences
éliminent (réfutent) les autres hypothèses.
Les questions pour lesquelles
la science n’offre pas de réponse
La recherche scientifique est un moyen éprouvé de faire des
découvertes sur la nature, mais elle ne peut répondre à tous
les types de question. L’exemple de la lampe de poche illustre
deux qualités importantes des hypothèses scientifiques. Premièrement, une hypothèse doit être vérifiable, c’est-à-dire qu’on
doit pouvoir démontrer sa validité. Deuxièmement, une hypothèse doit être réfutable, c’est-à-dire qu’il doit exister une
observation ou une expérience qui permettrait de démontrer
l’inverse si l’hypothèse n’était pas vraie. Par exemple, l’hypothèse voulant que les piles à plat soient la seule cause du nonfonctionnement de la lampe de poche pourrait être réfutée par
le remplacement des vieilles piles par de nouvelles piles, pour
constater que la lampe de poche ne fonctionne toujours pas.
Les hypothèses ne répondent pas toutes aux critères qu’impose la science. Aucun test ne vous permettrait de réfuter
l’hypothèse voulant que des fantômes aient trafiqué votre
lampe de poche. La science exige des explications naturelles
à des phénomènes naturels ; elle ne peut donc valider ni
réfuter des hypothèses voulant que des anges, des fantômes
ou des esprits – bienveillants ou maléfiques – puissent causer des tempêtes, des arcs-en-ciel, des maladies ou des guérisons. De telles explications surnaturelles dépassent les limites
de la science, tout comme les questions religieuses, qui relèvent de la foi personnelle.
La flexibilité de la méthode scientifique
Dans l’exemple de la lampe de poche de la figure 1.24, les
étapes sont celles d’un processus de recherche idéalisé qu’on
appelle démarche scientifique. Ces étapes sous-tendent la plupart des articles de recherche publiés par des scientifiques,
mais rarement de manière aussi structurée. Seul un petit
nombre d’entre eux appliquent la démarche scientifique à la
lettre. Par exemple, un scientifique peut commencer à concevoir une expérience et ensuite faire un retour en arrière parce
qu’il se rend compte qu’il lui manque des observations. Dans
d’autres cas, l’équipe de chercheurs dispose d’observations
intrigantes qui ne permettront de formuler des questions
bien définies que dans le contexte nouveau d’un autre projet
de recherche. Par exemple, Darwin a recueilli des spécimens
lèrent, pendant lesquelles l’idée de la sélection naturelle prenait forme, avant que les biologistes ne commencent à poser
des questions clés sur l’histoire de ces oiseaux.
De plus, les scientifiques doivent parfois réorienter leur
recherche lorsqu’ils se rendent compte qu’ils font fausse
route. Par exemple, au début du 20
e
siècle, plusieurs travaux
de recherche sur la schizophrénie et le trouble bipolaire (alors
appelé psychose maniacodépressive) ont piétiné parce que les
scientifiques essayaient de répondre à une question au départ
erronée, à savoir comment les expériences de vie causaient
ces graves maladies mentales. La recherche sur les causes et
les traitements de ces maladies a commencé à porter ses fruits
lorsque les chercheurs se sont demandé comment certains
déséquilibres chimiques du cerveau entraînaient la maladie
mentale. Évidemment, ces piétinements de la recherche ressortent davantage avec le recul du temps.
Il est important que vous constatiez par vous-même l’efficacité de la démarche scientifique, en l’appliquant dans les
expériences de laboratoire de votre cours de biologie, par
exemple. Mais il est tout aussi important de ne pas considérer
la science comme indissociable de la démarche scientifique.
Une étude de cas dans la recherche
scientifique : le mimétisme chez les serpents
Maintenant que nous avons dégagé les principaux éléments
de la démarche scientifique – observations, formulation et
vérification d’hypothèses –, de l’approche descriptive et de
l’approche par hypothèses, vous devriez être capable de les
reconnaître dans une étude de cas réelle.
Pour commencer, considérons un ensemble d’observations
et de généralisations inductives. Un grand nombre d’animaux venimeux sont de couleur vive, et plusieurs d’entre eux
portent aussi des motifs distinctifs très vifs. Cette apparence
voyante est appelée coloration d’avertissement parce qu’on croit
qu’elle prévient les prédateurs potentiels de leur dangerosité.
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les résultats auxquels des expériences ou des observations
devraient aboutir si l’hypothèse émise (soit la prémisse) est
vraie. On vérifie ensuite celle-ci en menant une expérience
pour voir si oui ou non on obtient les résultats attendus.
Cette vérification déductive fait appel à la formulation logique
tion serait la suivante : si l’hypothèse des piles à plat est correcte et que l’on remplace les vieilles piles par de nouvelles
piles, alors la lampe de poche devrait fonctionner.
L’exemple de la lampe de poche illustre un élément clé du
recours aux hypothèses en science : les observations initiales
peuvent donner lieu à plusieurs hypothèses. L’idéal est de
concevoir des expériences permettant de tester toutes les tentatives d’explication. En plus des deux explications vérifiées
dans la figure 1.24, une des nombreuses autres hypothèses
possibles est que les piles et l’ampoule ne marchent plus. Que
prédit cette hypothèse au sujet du résultat des expériences de
la figure 1.24 ? Quelle autre expérience pourriez-vous concevoir pour vérifier l’hypothèse de la cause multiple ?
Examinons encore l’exemple de la lampe de poche pour
apprendre un autre élément important au sujet de la dé marche
dans la recherche scientifique. Même si l’hypothèse de l’ampoule grillée est l’explication la plus plausible, remarquez
que l’étape de la vérification appuie l’hypothèse non pas en
prouvant qu’elle est correcte, mais en ne l’éliminant pas par
réfutation. En d’autres termes, même si les résultats d’une
expérience semblent confirmer une hypothèse (dans ce cas-ci,
celle de l’ampoule grillée), cette hypothèse n’est pas pour
autant prouvée hors de tout doute. L’ampoule était peut-être
mal vissée, et on aura simplement inséré la nouvelle ampoule
correctement. On pourrait essayer de réfuter l’hypothèse de
l’ampoule grillée en tentant une autre expérience, qui consisterait à retirer l’ampoule pour la remettre correctement. Si la
lampe de poche refusait toujours de fonctionner, l’hypothèse
de l’ampoule grillée serait non réfutée. Cependant, aucune
expérience ne peut prouver une hypothèse au-delà de tout
doute, car il est impossible de vérifier toutes les hypothèses
possibles. Une hypothèse devient cré dible parce qu’elle résiste
aux différentes tenta tives de réfutation et que les expériences
éliminent (réfutent) les autres hypothèses.
Les questions pour lesquelles
la science n’offre pas de réponse
La recherche scientifique est un moyen éprouvé de faire des
découvertes sur la nature, mais elle ne peut répondre à tous
les types de question. L’exemple de la lampe de poche illustre
deux qualités importantes des hypothèses scientifiques. Premièrement, une hypothèse doit être vérifiable, c’est-à-dire qu’on
doit pouvoir démontrer sa validité. Deuxièmement, une hypothèse doit être réfutable, c’est-à-dire qu’il doit exister une
observation ou une expérience qui permettrait de démontrer
l’inverse si l’hypothèse n’était pas vraie. Par exemple, l’hypothèse voulant que les piles à plat soient la seule cause du nonfonctionnement de la lampe de poche pourrait être réfutée par
le remplacement des vieilles piles par de nouvelles piles, pour
constater que la lampe de poche ne fonctionne toujours pas.
Les hypothèses ne répondent pas toutes aux critères qu’impose la science. Aucun test ne vous permettrait de réfuter
l’hypothèse voulant que des fantômes aient trafiqué votre
lampe de poche. La science exige des explications naturelles
à des phénomènes naturels ; elle ne peut donc valider ni
réfuter des hypothèses voulant que des anges, des fantômes
ou des esprits – bienveillants ou maléfiques – puissent causer des tempêtes, des arcs-en-ciel, des maladies ou des guérisons. De telles explications surnaturelles dépassent les limites
de la science, tout comme les questions religieuses, qui relèvent de la foi personnelle.
La flexibilité de la méthode scientifique
Dans l’exemple de la lampe de poche de la figure 1.24, les
étapes sont celles d’un processus de recherche idéalisé qu’on
appelle démarche scientifique. Ces étapes sous-tendent la plupart des articles de recherche publiés par des scientifiques,
mais rarement de manière aussi structurée. Seul un petit
nombre d’entre eux appliquent la démarche scientifique à la
lettre. Par exemple, un scientifique peut commencer à concevoir une expérience et ensuite faire un retour en arrière parce
qu’il se rend compte qu’il lui manque des observations. Dans
d’autres cas, l’équipe de chercheurs dispose d’observations
intrigantes qui ne permettront de formuler des questions
bien définies que dans le contexte nouveau d’un autre projet
de recherche. Par exemple, Darwin a recueilli des spécimens
lèrent, pendant lesquelles l’idée de la sélection naturelle prenait forme, avant que les biologistes ne commencent à poser
des questions clés sur l’histoire de ces oiseaux.
De plus, les scientifiques doivent parfois réorienter leur
recherche lorsqu’ils se rendent compte qu’ils font fausse
route. Par exemple, au début du 20
e
siècle, plusieurs travaux
de recherche sur la schizophrénie et le trouble bipolaire (alors
appelé psychose maniacodépressive) ont piétiné parce que les
scientifiques essayaient de répondre à une question au départ
erronée, à savoir comment les expériences de vie causaient
ces graves maladies mentales. La recherche sur les causes et
les traitements de ces maladies a commencé à porter ses fruits
lorsque les chercheurs se sont demandé comment certains
déséquilibres chimiques du cerveau entraînaient la maladie
mentale. Évidemment, ces piétinements de la recherche ressortent davantage avec le recul du temps.
Il est important que vous constatiez par vous-même l’efficacité de la démarche scientifique, en l’appliquant dans les
expériences de laboratoire de votre cours de biologie, par
exemple. Mais il est tout aussi important de ne pas considérer
la science comme indissociable de la démarche scientifique.
Une étude de cas dans la recherche
scientifique : le mimétisme chez les serpents
Maintenant que nous avons dégagé les principaux éléments
de la démarche scientifique – observations, formulation et
vérification d’hypothèses –, de l’approche descriptive et de
l’approche par hypothèses, vous devriez être capable de les
reconnaître dans une étude de cas réelle.
Pour commencer, considérons un ensemble d’observations
et de généralisations inductives. Un grand nombre d’animaux venimeux sont de couleur vive, et plusieurs d’entre eux
portent aussi des motifs distinctifs très vifs. Cette apparence
voyante est appelée coloration d’avertissement parce qu’on croit
qu’elle prévient les prédateurs potentiels de leur dangerosité.