Thomas Kuhn La structure des révolutions scientifiques

Thomas Kuhn
La structure des révolutions scientifiques
Paris : Seuil, 1972
pages : 39 à 51.
Chapitre II
La nature de la science normale
Quelle est donc la nature de cette recherche plus spécialise et ésotérique qui permet l’adoption par un goupe d’un
paradigme unique ? Si le paradigme représente un travail fait une fois pour toutes, quel autres problèmes laisse-t-il à
résoudre au groupe désormais uni? Ces questions paraîtront encore plus urgentes si nous indiquons maintenant en
quel sens les termes utilisés jusqu’ici ont pu être trompeurs.
Selon l’usage habituel, un paradigme est un modèle ou un schéma acceptés, et cette signification particulière m’a
permis de m’approprier ici ce terme, à défaut d’un meilleur. Mais on réalisera rapidement que le sens de modèle et
de schéma n’est pas tout à fait le sens habituel de la définition du paradigme. En grammaire, par exemple, amo,
amas, amat est un paradigme parce qu’il met en évidence le modèle à utiliser pour conjuguer un grand nombre
d’autres verbes latins, par exemple laudo, laudas, laudat. Dans cette application classique, le paradigme fonctionne
en permettant de reproduire des exemples dont n’importe lequel pourrait, en principe le remplacer. Dans une science,
au contraire, un paradigme est rarement susceptible d’être reproduit : comme une décision judiciaire admise dans le
droit commun, c’est un concept destiné à être structuré et précisé dans des conditions nouvelles ou plus strictes.
Pour voir comment cela est possible, il nous faut réaliser combien un paradigme peut être limité, tant en envergure
qu’en précision, au moment de sa première apparition. Les paradigmes gagnent leur droit à l’existence parce qu’ils
réussissent mieux que leurs concurrents à résoudre quelques problèmes que le groupe de spécialistes est arrivé à
considérer comme primordiaux. Réussir mieux, ce n’est pourtant pas réussir totalement dans tel problème unique, ni
même réussir bien dans un grand nombre de problèmes. Qu’il s’agisse de l’analyse du mouvement par Aristote, des
calculs de Ptolémée pour la position des planètes, des applications de l’équilibre faites par Lavoisier ou de la
traduction mathématique du champ électromagnétique par Maxwell, le succès d’un paradigme est en grande partie au
départ une promesse de succès, révélée par des exemples choisis et encore incomplets. La science normale consiste à
réaliser cette promesse, en étendant la connaissance des faits que le paradigme considère comme particulièrement
révélateurs, en augmentant la corrélation entre ces faits et les prédictions du paradigme, et en précisant davantage le
paradigme lui-même.
Parmi les gens qui ne sont pas vraiment des spécialistes d’une science adulte, bien peu réalisent quel travail de
nettoyage il reste à faire après l’établissement d’un paradigme, vu à quel point ce travail peut se révéler passionnant
en cours d’exécution. Il faut bien comprendre ceci. C’est à des opérations de nettoyage que se consacrent la plupart
des scientifiques durant toute leur carrière. Elles constituent ce que j’appelle ici la science normale qui, lorsqu’on

l’examine de près, soit historiquement, soit dans le cadre du laboratoire contemporain, semble être une tentative pour
forcer la nature de se couler dans la boîte préformée et inflexible que fournit le paradigme. La science normale n’a
jamais pour but de mettre en lumière des phénomènes d’un genre nouveau ; ceux qui ne cadrent pas avec la boîte
passent même souvent inaperçus. Les scientifiques n’ont pas non plus pour but, normalement, d’inventer de
nouvelles théories, et ils sont souvent intolérants envers celles qu’inventent les autres1. Au contraire, la recherche de
la science normale est dirigée vers une connaissance plus approfondie des phénomènes et théories que le paradigme
fournit déjà.
Ce sont peut-être là des défauts. Les domaines explorés par la science normale sont évidemment minuscules : elle
restreint terriblement le champ visuel. Mais ces restrictions nées de la confiance en un paradigme se révèlent
essentielles pour le développement de la science. En concentrant l’attention sur un secteur limité de problèmes
relativement ésotériques, le paradigme force les scientifiques à étudier certains domaines de la nature avec une
précision et une profondeur qui autrement seraient inimaginables. Et la science normale possède un mécanisme
inhérent qui tend à relâcher les restrictions qui limitent la recherche chaque fois que le paradigme dont elles dérivent
cesse de fonctionner efficacement. À ce point-là, les scientifiques commencent à se comporter différemment, et la
nature des sujets de recherche change. Dans l’intervalle, cependant, durant la période où le paradigme a fonctionné
avec succès, les membres de la profession auront résolu des problèmes qu’on aurait difficilement imaginés et qu’on
n’aurait pas entrepris de résoudre sans l’aide du paradigme. Et une partie au moins de cette découverte se révèle
durable.
Pour exposer plus clairement ce que j’entends par recherche normale ou recherche basée sur un paradigme, je
tenterai maintenant de classer et illustrer les problèmes qui composent principalement la science normale. Pour plus
de commodité, remettant à plus tard l’étude de l’activité théorique, je commencerai par l’établissement des faits,
c’est-à-dire par les expériences et observations décrites dans ces revues spécialisées que les scientifiques utilisent
pour s’informer mutuellement des résultats des recherches en cours. De quels aspects de la nature ces rapports
traitent-ils généralement ? Qu’est-ce qui détermine leur choix ? Et, puisque la plupart des observations scientifiques
exigent beaucoup de temps, de matériel et d’argent, qu’est-ce qui pousse le scientifique à poursuivre le problème
choisi jusqu’à une conclusion?
Il n’y a, me semble-t-il, que trois points de vue normaux pour l’investigation scientifique des faits, et ils ne sont ni
toujours ni continuellement distincts. Tout d’abord, il y a le groupe de faits dont le paradigme a montré qu’ils
révèlent particulièrement bien la nature des choses. En les utilisant pour résoudre des problèmes, le paradigme leur a
donné assez d’importance pour qu’on cherche à les déterminer à la fois avec plus de précision et dans une plus
grande variété de situations. À ce moment ou à un autre, cet apport de détermination significatif des faits a porté : en
astronomie, sur la position et la magnitude des étoiles, les périodes des éclipses, des étoiles doubles et des planètes;
en physique, sur les poids spécifiques et les compressibilités des matériaux, les longueurs d’ondes et les intensités
spectrales, les conductivités électriques et les potentiels de contact : en chimie, sur la combinaison, les rapports
simples de combinaison, les points d’ébullition et l’acidité des solutions, les formules structurales et les activités
1 1. Bernard Barber, Resistance by scientists to scientific discovery. Science CXXXIV (1961), 596-602.

optiques. Les efforts pour atteindre une connaissance plus exacte et plus étendue de ces faits tiennent une place
significative dans les comptes-rendus d’expériences ou d’observations scientifiques. Bien souvent, ils ont entraîné la
mise au point d’un appareillage spécial et complexe dont l’invention, la construction et la mise en œuvre ont
demandé un talent exceptionnel, beaucoup de temps et des ressources financières considérables. Les synchrotrons et
les radiotélescopes ne sont que les exemples les plus récents du chemin qui peut être parcouru par les chercheurs si
un paradigme leur assure que ce qu’ils recherchent est important. De Tycho Brahé à E. O. Lawrence, certains
hommes de science ont acquis une grande réputation, non en raison de la découverte d’une nouveauté quelconque,
mais parce que les méthodes qu’ils ont mises au point pour redéterminer une catégorie de faits préalablement connue
étaient précises, sûres et de conception large. Une seconde catégorie, fréquente mais plus restreinte, de faits à
déterminer concerne les phénomènes qui, bien que sans grand intérêt intrinsèque, ont l’avantage d’être directement
comparables aux résultats prédits par la théorie du paradigme. Comme nous le verrons sous peu, quand
j’abandonnerai les problèmes expérimentaux pour aborder les problèmes théoriques de la science normale, il est rare
que les domaines dans lesquels une théorie scientifique peut se comparer directement à la nature soient nombreux, en
particulier si elle s’exprime principalement sous forme mathématique. Jusqu’à présent, trois groupes de faits
seulement ont pu être mis en rapport avec la théorie générale de la relativité d’Einstein2.
Et encore, même quand une application est possible, il est souvent nécessaire d’avoir recours à des approximations
théoriques et expérimentales qui limitent énormément la concordance que l’on peut attendre. Améliorer cette
concordance, découvrir de nouveaux domaines où l’on puisse la vérifier constitue un défi constant à l’habileté et à
l’imagination des expérimentateurs et observateurs. Les télescopes spéciaux pour démontrer la parallaxe annuelle
prédite par Copernic; la machine d’Atwood inventée près d’un siècle après les Principia pour fournir la première
démonstration indiscutable de la seconde loi de Newton; l’appareillage de Foucault pour montrer que la vitesse de la
lumière est plus grande dans l’air que dans l’eau; ou le gigantesque compteur à scintillation mis au point pour
démontrer l’existence du neutrino - ces éléments d’appareillage spécialisé et bien d’autres du même genre illustrent
l’immense effort et l’ingéniosité qui ont été nécessaires pour établir entre la nature et la théorie une concordance de
plus en plus étroite3. Cette démonstration de la concordance, seconde catégorie du travail expérimental normal,
dépend du paradigme encore plus étroitement que la première. L’existence du paradigme pose le problème à
résoudre. La théorie du paradigme est souvent directement impliquée dans la conception de l’appareillage susceptible
2 Le seul indice vérifiable connu depuis longtemps et encore généralement admis est la précession du périhélie de Mercure. La
fuite vers lc rouge dans le spectre lumineux provenant des étoiles éloignées peut s’expliquer par des considérations plus
élémentaires que celles de la relativité, et il en est de même pour la courbure des rayons lumineux autour du Soleil, question
actuellement discutée. De toute manière, les mesures faites sur ce dernier phénomène demeurent équivoques. II a eté possible, très
récemment, d'établir un indice vérifiable supplémentaire: le déplacement gravitationnel de la radiation de Mossbauer. II y en aura
peut-être d'autres dans ce domaine aujourd'hui actif, mais qui était resté longtemps endormi. Pour un résumé des données les plus
récentes de ce problème, voir L.I. Shiff « A Report on the NASA conference on experimental tests of theories of relativity »,
Physics Today, (1961).
3 Au sujet des deux télescopes de la parallaxe, voir Abraham Wolf, A history of science, technology and philosophy in the
Eithteenth Century, (2' éd.; Londres, 1952) pp. 103-105. Au sujet de la machine d’Atwwood, voir N.R. Hanson, Patterns of
discovery, (Cambridge, 1958) pp. 100-102, 207-8. Au sujet des deux derniers appareils spéciaux, voir M.L. Foucault, « Méthode
générale pour mesurer la vitesse de la lumière dans l’air et les milieux transparents. Vitesses relatives de la lumière dans l’air et
dans l'eau... » ' Comptes-rendus... de l'Académie des Sciences, XXX (1850), 551-60; et C.L. Cowan, Jr. et al. « Detection of the
free neutrino: a confirmation », Science, (1956) pp. 103-4.

de résoudre le problème. Sans les Principia, par exemple, les mesures faites à l’aide de la machine d’Atwood
n’auraient eu aucun sens.
Une troisième classe d’expériences et d’observations qui épuise, me semble-t-il, les activités visant à rassembler des
faits dans la science normale, comprend les travaux empiriques entrepris pour préciser la théorie du paradigme, pour
résoudre certaines de ses ambiguïtés résiduelles et permettre la solution de problèmes sur lesquels elle avait
seulement attire l’attention auparavant. Cette catégorie se révèle être la plus importante de toutes et, pour la décrire,
il faut établir des subdivisions.
Dans les sciences les plus mathématiques, certaines expériences visant à plus de précision sont orientées vers la
détermination de constantes physiques. Les travaux de Newton, par exemple, indiquaient que la force agissant entre
deux unités de masse, à une unité de distance, serait la même pour toutes les matières et dans toutes les positions de
l’univers. Mais les problèmes auxquels il s’attaqua lui-même pouvaient être résolus sans même estimer la grandeur
de cette attraction, la constante de la gravitation universelle ; et personne, au cours du siècle qui suivit la partition des
Principia, ne put mettre au point un appareillage susceptible de la déterminer. La célèbre détermination de
Cavendish vers 1790 ne fut pas non plus la dernière. En raison de sa position centrale dans la théorie physique, la
recherche de valeurs améliorées de la constante gravitationnelle a fait, depuis lors, l’objet de tentatives répétées de la
part de nombreux expérimentateurs de premier ordre4. Comme autres exemples du même genre, on peut citer la
détermination de l’unité astronomique, du nombre d’Avogadro, du coefficient de Joule, de la charge électronique etc.
Parmi ces longues recherches, quelques-unes seulement auraient pu être conçues, aucune n’aurait pu être réalisée,
sans la théorie d’un paradigme qui définisse le problème et garantisse l’existence d’une solution stable.
Mais les tentatives visant à préciser un paradigme ne se limitent pas à la détermination de constantes universelles.
Elles peuvent aussi concerner l’établissement de lois quantitatives: la loi de Boyle rattachant la pression d’un gaz à
son volume, la loi de Coulomb sur l’attraction électrique, ou la formule de Joule, rattachant la chaleur produite au
courant et à la résistance électriques. Il n’est peut-être pas évident qu’un paradigme soit le préalable nécessaire à la
découverte de ce genre de lois. On entend souvent dire qu’on les découvre en examinant des mesures faites pour
elles-mêmes et sans implication théorique. Mais l’histoire n’apporte aucune confirmation d’une méthode aussi
exagérément baconienne. Les expériences de Boyle n’étaient pas concevables (et même si elles avaient été
concevables, elles auraient été interprétées autrement ou pas du tout) tant que l’air n’a pas été considéré comme un
fluide élastique auquel pouvaient s’appliquer toutes les conceptions élaborées de l’hydrostatique5. Coulomb a réussi
parce qu’il a construit un appareillage capable de mesurer la force existant entre des charges ponctuelles (ceux qui
avaient auparavant mesuré des forces électriques en utilisant des balances à plateaux ordinaires n’avaient jamais
trouvé de résultats constants ni reproductibles), mais cet appareillage à son tour dépendait du fait qu’on avait
préalablement constaté que chaque particule du fluide électrique agit à distance sur chacune des autres particules.
4 J.H. Poynting passe en revue environ deux douzaines de mesures de la constante gravitationnelle effectuées entre 1741 et 1901
dans Gravitation constant and mean density of the Earth , Encyclopedia Britannica, (2' éd. Cambridge, 1910-11) XII, 385-89.
5 Au sujet de l’utilisation des concepts de l’hydrostatique en pneumatique, voir the Physical treatises of Pascal, trad. I.H.B. Spiers
t A.G.H. Spiers avec une introduction et des notes par F. Barry (New York 1937). On trouve p. 164 la comparaison introduite à
l’origine par Toricelli (Nous vivons submergés au fond d’un océan de l’élément air). On assiste à son développement rapide dans
les deux principaux traités.

C’était la force existant entre ces particules, la seule force dont on pouvait sans risque supposer qu’elle était
simplement une fonction de la distance, que recherchait Coulomb6. On pourrait aussi utiliser les expériences de Joule
pour montrer comment les lois quantitatives apparaissent quand on précise les paradigmes. En fait, la relation entre le
paradigme qualitatif et la loi quantitative est si étroite et générale que, depuis Galilée, un paradigme a souvent permis
de deviner sans erreur le résultat de ces lois, nombre d’années avant qu’un appareillage soit mis au point pour le
déterminer expérimentalement7.
Finalement, il y a un troisième groupe d’expériences qui visent à préciser un paradigme. Plus que les autres, il se
rapproche de l’exploration et il est particulièrement important, dans les périodes et dans les disciplines qui
s’intéressent davantage à l’aspect qualitatif que quantitatif de la régularité de la nature. Il arrive souvent qu’un
paradigme, établi pour un group de phénomènes, soit ambigu dans ses applications à d’autres groups très proches.
Des expériences sont alors nécessaires pour choisir entre différentes manières d’appliquer le paradigme à ce nouveau
champ d’intérêt. Par exemple, les applications du paradigme de la théorie calorique concernaient le chauffage et le
refroidissement par mélange et par changement d’état. Mais la chaleur pouvait être produite ou absorbée par de
nombreux autres procédés : par combinaison chimique, par friction, par compression ou absorption d’un gaz et pour
chacun de ces autres procédés, la théorie pouvait s’appliquer de nombreuses manières. Si le vide avait une possibilité
de produire de la chaleur, par exemple, le chauffage par compression pouvait s’expliquer par le résultat du mélange
d’un gaz avec le vide. Ou bien, il pouvait être dû à une modification de la chaleur spécifique des gaz sous une
pression variable. Et il y avait encore bien d’autres explications possibles. Pour préciser ces diverses possibilités et
pour les distinguer, une série d’expériences furent entreprises. Toutes avaient pour origine le paradigme de la théorie
calorique, et toutes l’utilisaient pour concevoir les expériences et interpréter les résultats8. Une fois établi le
phénomène de l’échauffement par compression, toutes les expériences ultérieures dans ce domaine furent des
conséquences du paradigme. Autrement, étant donné le phénomène, comment aurait-on pu choisir une expérience
pour l’expliquer ?
Tournons-nous maintenant vers les problèmes théoriques de la science normale qui se répartissent à peu de chose
près selon les mêmes catégories que les problèmes d’expérimentation et d’observation. Une partie (minime toutefois)
du travail théorique de la science normale consiste simplement à utiliser la théorie existante pour fournir sur les faits
des prédictions de valeur intrinsèque. La rédaction des calendriers astronomiques, les calculs des caractéristiques des
lentilles et la production de courbes de propagation d’ondes sont des exemples de ce genre de problèmes. Les
savants, cependant, les considèrent souvent comme des travaux de second ordre, dignes seulement des ingénieurs ou
des techniciens, et qui n’ont pas droit généralement à l’honneur de figurer dans les journaux scientifiques marquants.
Mais ces journaux contiennent quantité de discussions théoriques de problèmes qui, aux yeux d’un non-spécialiste,
paraissent presque identiques. Ce sont des manipulations de la théorie entreprise, non pour la valeur intrinsèque des
prédictions qui en résulteront, mais parce que celles-ci peuvent être directement vérifiées par l’expérience. Leur but
6 Duane Roller et Duane H.D. Roller, « The Development of the concept of electric charge: electricity from the Greeks to
Coulomb », (Harvard case histories in experimental science, Case 8; Cambridge, Mass., 1954) pp. 66-80.
7 On trouvera des exemples dans T.S. Kuhn, « The Function of measurement in modern physical science » , Isis, LII (1961), pp.
161-93.
8 T.S. Kuhn, the Calorimetric theory of adiabatic compression , Isis, XLIX (1958), 132-40.