Théories et Formalismes : Cours de Philosophie des Sciences

CHAPITRE 1 : théories et formalismes
I) Introduction
Le rôle des sciences est de produire des connaissances sur le monde qui nous entoure
(sciences naturelles) et sur les humains (sciences humaines). Ces connaissances
permettent d’agir sur le monde.
Les sciences peuvent avoir une valeur prédictive (exemple : connaître l’existence d’une
entité sans l’avoir vue ; exemple : prédire la position des planètes dans le futur, jusqu’à 65
millions d’années grâce aux lois de Newton) ou une valeur rétrodictive (exemple : se projeter
dans le passé en utilisant des valeurs négatives de temps, sauf pour la thermodynamique)
1/ Langues naturelles
Elles sont indispensables : même les sciences naturelles et les mathématiques ont besoin
de la langue naturelle pour être comprises.
Connaissances exprimables avec la langue naturelle :
● Connaissances normatives.
● Connaissances qualitatives
● Connaissances issues de nos perceptions
Phénoménologie : Kant, Hegel, Husserl (sciences des vécus, perception)
Elles sont insuffisantes : problèmes d’interprétation, de rigueur, de précision (exactitude),
mais les sciences en ont besoin.
Les sciences se sont souvent développées en opposition aux langues naturelles.
Exemple : le temps vécu est subjectif, alors que le temps décrit par la relativité (Einstein) est
très différent.
La science doit se construire contre l’opinion personnelle.
Gaston Bachelard :
● « Rupture épistémologique radicale entre l’opinion commune et la science »
● Croyances != connaissances
● La science n’hésite pas à changer de paradigme.
● L’opinion commune cherche l’unicité, la stabilité, et la science cherche la complexité,
la contradiction.
● La science n’a pas vocation de contredire l’opinion, mais de détruire l’opinion.
Bilan : les langues sont indispensables mais insuffisantes

2/ Formalismes
C’est un langage artificiel (proposé par l’Homme).
Une langue naturelle ne provient pas d’une réflexion, c’est un processus évolutif. Un
langage est créé dans un but précis grâce à une construction consciente.
Les langues naturelles possèdent la double-articulation (couche des mots) et sont linéaires.
Les formalismes n’ont pas de double-articulation et peuvent être multibranches.
Un formalisme peut avoir plusieurs interprétations/modèles.
On peut modifier un formalisme voire en créer un ex-nihilo.
Pour explorer certains domaines en profondeur :
● On peut avoir besoin d’un formalisme plus puissant (formalisme mathématique).
● Depuis Newton (naissance de la science occidentale), il n’y a pas eu de découvertes
majeures sans nouveau formalisme.
II) Théories vs formalismes
1/ Sciences purement formelles
Ce sont les sciences qu’on peut réduire à un formalisme (mathématiques, logiques,
sciences fondamentales de l’informatique… ). Ces formalismes sont soumis à une rigueur
absolue, ils sont abstraits, ils sont exacts, ils sont transversaux (utiles aux autres domaines
de la science), ils sont objectifs, ils sont intemporels (les résultats sont valables pour
l’éternité, et étaient déjà valables avant d’être établis).
Première option : le mathématicien n’a pas un rôle de constructeur, mais d’explorateur (les
théories mathématiques existent déjà, mais il faut les découvrir).
Deuxième option : le mathématicien crée les mathématiques.
Au moyen-âge, la « querelle des Universaux » oppose les réalistes aux nominalistes.
Les réalistes pensent que les idées universelles ont une existence réelle, sans que qqn
doive y penser.
Les nominalistes pensent que les idées précèdent les choses, qu’un concept ne peut pas
exister sans qu’on y ait penser avant. (Exemple : les symboles mathématiques sont une
convention, mais ne renvoient à rien de réel). La science est pour eux un outil.
La réalité désigne ce qui existe indépendamment de nous et en dehors de notre conscience.

« Étique » de Spinoza : comment puis-je m’approprier les caractéristiques d’un objet qui est
en dehors de moi ? Comment cet objet peut devenir « en moi » ? Un objet a-t-il une réalité
intrinsèque ? Puis-je accepter la totalité de la réalité ou dois-je me contenter des apparences
?
Réalistes purs : Il existe un réel intrinsèque qui existe et qui nous est accessible.
Réalisme scientifique : si une théorie est hautement validée, alors il faut l’admettre.
Réalisme empirique : il désigne de ce qui existe la partie qui nous est accessible.
Pdv plus radicaux : on ne peut accéder à rien (la réalité existe, mais elle est inaccessible)
Position Bouddhiste : la réalité n’existe pas, peu importe la forme. C’est un concept de
vacuité. Les phénomènes n’existent qu’en interdépendance avec les autres phénomènes et
notre conscience.
Eugène Wigener : déraisonnable efficacité des maths dans la nature.
On peut avoir des théories qui collent de près à la nature.
Galilée/rationalité : il faut abolir la distinction entre le monde lunaire (Lune, planètes,
étoiles… / parfait, infini) et le monde sublunaire (Terre / corrompu, imparfait, clos). Il faut
passer du modèle géocentrique au modèle héliocentrique. Galilée est partisan de la
mathématisation. On ne peut pas se contenter d’observer pour connaitre. Principe de
relativité : les lois de la mécanique sont les mêmes dans tous les repères inertiels (ou
repères galiléens)
2/ Sciences non purement formelles
a - sciences de la nature
Théorie confrontable à des expérimentations.
b - sciences humaines
Traitant de l’Homme (individu/groupe) : économie, histoire… Difficile d’isoler des
paramètres.
3/ Autres sciences
Disciplines dont on peut remettre en cause le caractère scientifique.
Pas de validation par les « pairs » (collègues/communauté scientifique)
Critère de vérifiabilité : une théorie doit être vérifiable et vérifiée.

Critère de réfutabilité (Karl Popper) : une théorie doit être réfutable et réfutée (Popper est
inspiré par Einstein qui cherchait une « expérience négative », càd une expérience qui
pourrait détruire sa théorie)
2 types de faits : coboratifs & falsifieurs potentiels
L’astrologie et la psychanalyse ne sont pas réfutables : ce ne sont pas des sciences
L’homéopathie n’est pas vérifiée : ce n’est pas une science
Critère d’utilité : pour différencier les sciences selon leur utilité (subjectif)
Critère de fécondité : des sciences peuvent engendrer de nouveaux concepts, tisser des
liens entre les disciplines et les formalismes
Critère de beauté : ex Paul Dirac : « je recherche de belles équations » / ex théorie des
groupes (subjectif)
Critère d’unification : ex théorie de Maxwell sur l’électromagnétisme / ex modèle standard
(1970) : unification des forces électromagnétique, nucléaire faible, et nucléaire forte
(physique des particules)
ex théorie des cordes (non vérifiée, non réfutable) : les particules sont des cordes qui
vibrent, et sont différenciées par leur fréquence de vibration. Dimension d’une corde =
10^-35 m (distance parcourue par la lumière en 10^-43 sec), càd la taille de l’univers après
l’instant 0 du Big Bang. La théorie des cordes infirmerait donc la théorie du Big Bang.
III) Le pouvoir des formalismes
1/ Pouvoir descriptif (énoncés, lois, …)
Pour obtenir des lois, il y a 2 manières : utiliser des théories déjà existantes OU utiliser des
données obtenues par expérience (exemple : trajectoire elliptique des planètes autour du
soleil)
Les lois sont-elles transcendantes (extérieures à l’univers) ou immanentes (intérieures à
l’univers) ?
1er pdv : les lois sont décrites sans être expliquées (permet d’agir sans comprendre)
2epdv : conception galiléenne
Exemples du pouvoir descriptif :
● Mécanique de Newton : extrêmement précise et pratique
● Modèle standard : n’a jamais été mis en défaut
● Relativité restreinte : Einstein sort en 1905 5 articles (nature de la lumière qui mène à
la physique quantique ; matière formée d’atomes ; électrodynamique des corps en
mouvement qui mène à la relativité restreinte ; E=mc² ; taille des molécules)

Principe de relativité restreinte : les lois de la physique sont les mêmes dans tous les
repères inertiels
Principe d’invariance : la vitesse de la lumière est invariante par rapport à tous les
référentiels
Lois de Lorentz : perte de l’additivité des vitesses / espace-temps : espace en 4 dimensions
2/ Pouvoir prédictif
En 1846, la mécanique de Newton permet de découvrir Neptune, en prédisant sa position.
Dans les années 60 : découverte d’un nouveau quark
En 2012 : découverte des bosons de Higgs
Relativité générale :
● Principe de relativité généralisée : les principes physiques sont les mêmes dans tous
les repères inertiels ou non-inertiels
● Principe d’équivalence forte : un champ gravitationnel équivaut localement à une
accélération uniforme
3/ Pouvoir explicatif
1. Scientisme : rien n’est inaccessible à la science, on finira par tout connaître
2. Théorie du chaos : la nature est imprévisible, et rien ne peut changer ça
3. Positivisme : Auguste Comte : « ce qui compte, c’est seulement les faits, le
‘comment’ »
4. La science est devenue une technoscience : physique quantique (années 20 & 30)
5. La physique quantique est un objet mathématique
CHAPITRE 2 : logique
I/ INTRODUCTION
Qu’est-ce que la Logique ?
● Logique philosophique :