29+ Preuves de la macroévolution : « Preuves » scientifiques, preuves scientifiques et méthode scientifique

"... en science, il n'existe pas de 'connaissance', au sens dans lequel Platon et Aristote comprenaient le mot, au sens qui implique une finalité ; en science, nous n'avons jamais de raison suffisante pour croire que nous avons atteint la vérité. ... Cette vision signifie, en outre, que nous n'avons pas de preuves en science (à l'exception, bien sûr, des mathématiques pures et de la logique). Dans les sciences empiriques, qui seules peuvent nous fournir des informations sur le monde dans lequel nous vivons, les preuves n'apparaissent pas, si par 'preuve' on entend un argument qui établit une fois pour toutes la vérité d'une théorie." Sir Karl Popper, Le Problème de l'induction, 1953

"Si vous pensiez que la science était certaine — eh bien, c'est simplement une erreur de votre part." Richard Feynman (1918-1988).

"Une croyance religieuse diffère d'une théorie scientifique en ce qu'elle prétend incarner une vérité éternelle et absolument certaine, alors que la science est toujours provisoire, s'attendant à ce que des modifications de ses théories actuelles soient plus ou moins tôt jugées nécessaires, et consciente que sa méthode est logiquement incapable d'aboutir à une démonstration complète et définitive." Bertrand Russell, Fondements du conflit, Religion et Science, 1953.

"L'objectif de la science est d'établir des règles générales qui déterminent la connexion réciproque des objets et des événements dans le temps et l'espace. Pour ces règles, ou lois de la nature, une validité absolument générale est requise — non prouvée." Albert Einstein, dans Science, Philosophie et Religion, Un colloque, 1941.

Que signifie la preuve scientifique et l'évidence scientifique ? En vérité, la science ne peut jamais établir de « vérité » ou de « fait » dans le sens où une affirmation scientifique pourrait être formulée de manière formellement intangible. Toutes les affirmations et concepts scientifiques sont ouverts à une réévaluation à mesure que de nouvelles données sont acquises et que de nouvelles technologies émergent. La preuve est donc le domaine exclusif de la logique et des mathématiques (et du whisky). Cela dit, on entend souvent le terme « preuve » dans un contexte scientifique, et il existe un sens dans lequel il désigne « fortement soutenu par des moyens scientifiques ». Même si l'on entend le terme « preuve » utilisé de cette manière, il s'agit d'un usage négligent et inexact du terme. Par conséquent, sauf en référence aux mathématiques, ce sera la dernière fois que vous lirez les termes « preuve » ou « prouver » dans cet article.

Le bon sens n'est pas la science

Bien que la science ne puisse formellement établir la vérité absolue, elle peut fournir des preuves écrasantes en faveur de certaines idées. Habituellement, ces idées sont tout à fait contre-intuitives et souvent elles entrent en conflit avec le bon sens. Le bon sens nous dit que la Terre est plate, que le Soleil se lève et se couche réellement, que la surface de la Terre ne tourne pas à plus de 1000 miles par heure, que les boules de bowling tombent plus vite que les billes, que les particules ne courbent pas autour des coins comme les vagues autour d'un quai flottant, que les continents ne bougent pas, et que les objets plus lourds que l'air ne peuvent pas avoir un vol soutenu à moins qu'ils ne battent des ailes. Cependant, la science a été utilisée pour démontrer que toutes ces idées de bon sens sont fausses.

La Science Fournit des Preuves pour l'Inobservable par l'Inférence

La fonction principale de la science est de démontrer l'existence de phénomènes qui ne peuvent pas être observés directement. La science n'est pas nécessaire pour nous montrer les choses que nous pouvons voir de nos propres yeux. L'observation directe n'est pas seulement inutile en science ; l'observation directe est en fait généralement impossible pour les choses qui comptent vraiment. En fait, les découvertes les plus importantes de la science n'ont été que inférées via l'observation indirecte. Des exemples familiers de découvertes scientifiques inobservables sont les atomes, les électrons, les virus, les bactéries, les germes, les ondes radio, les rayons X, la lumière ultraviolette, l'énergie, l'entropie, l'enthalpie, la fusion solaire, les gènes, les enzymes protéiques et la double hélice d'ADN. La terre ronde n'a pas été observée directement par les humains jusqu'en 1961, pourtant ce concept contre-intuitif avait été considéré comme un fait scientifique depuis plus de 2000 ans. L'hypothèse copernicienne que la terre orbite autour du soleil a été reconnue pratiquement depuis le temps de Galilée, même si personne n'a jamais observé le processus à ce jour. Tous ces phénomènes « invisibles » ont été élucidés en utilisant la méthode scientifique de l'inférence. Lorsque le terme « preuve » est utilisé dans cet article, il est utilisé strictement en ce qui concerne cette méthode scientifique.

La méthode scientifique : plus qu'une simple expérimentation

Qu'est-ce exactement que la méthode scientifique ? C'est une question complexe et controversée, et le domaine d'étude connu sous le nom de « philosophie des sciences » s'efforce d'éclairer la nature de la méthode scientifique. Probablement le philosophe des sciences le plus influent du XXe siècle était Sir Karl Popper. D'autres notables sont Thomas Kuhn, Imre Lakatos, Paul Feyerabend, Paul Kitcher, A. F. Chalmers, Wesley Salmon et Bas C. van Fraassen. Ce n'est pas le lieu pour explorer une explication des diverses philosophies représentées par ces chercheurs. Pour plus d'informations, je vous renvoie à leurs œuvres et à la discussion présentée par John Wilkins dans son FAQ Évolution et Philosophie. Personnellement, j'adopte une approche bayésienne de la méthode scientifique en principe (Jaynes 2003 ; Salmon 1990), et une position likelihoodiste sur les preuves en pratique (Burnham et Anderson 2002 ; Edwards 1972 ; Royall 1997), et ces vues se refléteront dans la manière dont je présente les preuves de la descendance commune.

Maintenant, pour répondre à la question « Quelle est la méthode scientifique ? » - très simplement (et un peu naïvement), la méthode scientifique est un programme de recherche qui comprend quatre étapes principales. En pratique, ces étapes suivent davantage un ordre logique qu'un ordre chronologique :

1. Faites des observations.
2. Formulez une hypothèse unificatrice et testable pour expliquer ces observations.
3. Déduisez des prédictions à partir de l'hypothèse.
4. Recherchez des confirmations des prédictions ;
   si les prédictions sont contredites par l'observation empirique, revenez à l'étape (2).

Parce que les scientifiques font constamment de nouvelles observations et les testent, les quatre « étapes » sont en réalité pratiquées simultanément. Les nouvelles observations, même si elles n'ont pas été prédites, devraient pouvoir être expliquées rétrospectivement par l'hypothèse. Les nouvelles informations, en particulier les détails de certains processus précédemment incompris, peuvent imposer de nouvelles limites à l'hypothèse originale. Par conséquent, les nouvelles informations, combinées à une vieille hypothèse, conduisent souvent à des prédictions nouvelles qui peuvent être testées davantage.

L'examen de la méthode scientifique révèle que la science implique bien plus qu'un empirisme naïf. La recherche qui ne concerne que l'observation simple, la répétition et la mesure n'est pas suffisante pour être considérée comme de la science. Ces trois techniques ne sont qu'une partie du processus d'observation (#1 dans les étapes décrites ci-dessus). Les astrologues, les wiccan, les alchimistes et les chamans observent, répètent et mesurent — mais ils ne pratiquent pas la science. Il est clair que ce qui distingue la science est la manière dont les observations sont interprétées, testées et utilisées.

L'hypothèse testable

La caractéristique déterminante de la science est le concept d'hypothèse testable. Une hypothèse testable doit faire des prédictions qui peuvent être validées par des observateurs indépendants. Par « testable », nous entendons que les prédictions doivent inclure des exemples de ce qui est probable d'être observé si l'hypothèse est vraie et de ce qui est improbable d'être observé si l'hypothèse est vraie. Une hypothèse qui peut expliquer aussi bien toutes les données possibles n'est pas testable, ni scientifique. Une bonne hypothèse scientifique doit exclure certaines possibilités concevables, au moins en principe. De plus, une explication scientifique doit faire des prédictions risquées — les prédictions doivent être nécessaires si la théorie est correcte, et peu d'autres théories devraient faire les mêmes prédictions nécessaires. Ces exigences scientifiques sont l'essence de la falsifiabilité et de la corroboration poppériennes.

Par exemple, l'hypothèse solipsiste selon laquelle l'univers entier est en réalité une élaborée figment de votre imagination n'est pas une hypothèse scientifique. Le solipsisme ne fait aucune prédiction spécifique ou risquée ; il prédique simplement que les choses seront « telles qu'elles sont ». Aucune observation possible ne pourrait contredire le solipsisme, car toutes les observations peuvent toujours être expliquées comme un simple autre détail de votre imagination. De nombreux autres exemples extrêmes peuvent être imaginés, tels que l'hypothèse selon laquelle l'univers est apparu soudainement in toto il y a cinq minutes, avec même nos souvenirs d'événements « antérieurs » intacts. En général, les conjectures créationnistes et du « dessein intelligent » échouent scientifiquement pour ces mêmes raisons. Les deux peuvent facilement expliquer toutes les observations biologiques possibles, et aucun des deux ne fait de prédictions risquées et spécifiques.

En revanche, la théorie scientifique de la gravitation universelle de Newton fait des prédictions spécifiques sur ce qui devrait être observé. La théorie de Newton prédit que la force entre deux masses devrait être inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare (autrement dit, la « loi de l'inverse du carré »). En principe, nous pourrions effectuer des mesures indiquant que la force est en réalité inversement proportionnelle au cube de la distance. Une telle observation serait incompatible avec les prédictions de la théorie universelle de la gravitation de Newton, et donc cette théorie est testable. De nombreux anti-évolutionnistes, tels que les créationnistes « scientifiques », sont particulièrement friands de Karl Popper et de son critère de réfutabilité. Ces cyniques sont bien connus pour affirmer que la théorie de l'évolution n'est pas scientifique car elle ne peut être réfutée. Dans cet article, ces accusations sont affrontées frontalement. Chaque preuve apportée en faveur de la descendance commune contient une section fournissant des exemples de réfutations potentielles, c'est-à-dire des exemples d'observations qui seraient hautement improbables si la théorie était correcte.

Degrés de testabilité : hypothèses, théories, faits

La « testabilité » n'est pas un concept binaire ; certaines hypothèses sont plus testables que d'autres. Contrairement à certaines affirmations anti-évolutionnistes, toutes les hypothèses ne sont pas des « interprétations » scientifiques tout aussi valides des preuves. Certaines hypothèses sont plus réussies en termes de méthode scientifique. Selon la méthode scientifique, les hypothèses valides et utiles expliquent les faits observés simplement, prédisent de nombreux phénomènes auparavant inobservés et résistent à de nombreuses falsifications potentielles. D'un point de vue bayésien (et selon la mesure de corroboration de Popper), la meilleure hypothèse disponible explique le plus de faits avec le moins d'hypothèses, fait le plus de prédictions confirmées et est la plus ouverte à la testabilité.

Dans la pratique scientifique, une hypothèse supérieure et bien étayée sera considérée comme une théorie. Une théorie qui a résisté à l'épreuve du temps et à la collecte de nouvelles données est aussi proche que possible d'un fait scientifique. Un exemple est la notion susmentionnée d'un système solaire héliocentrique. À une époque, elle n'était qu'une simple hypothèse. Bien qu'elle soit toujours formellement une théorie bien étayée, validée par de nombreuses lignes d'évidence indépendantes, elle est maintenant largement considérée comme un fait scientifique. Personne n'a jamais directement observé un électron, une fusion stellaire, des ondes radio, l'entropie ou la Terre tournant autour du Soleil, et pourtant ce sont tous des faits scientifiques. Comme l'a dit Stephen J. Gould, un fait scientifique n'est pas une « certitude absolue », mais simplement une théorie qui a été « confirmée à un tel degré qu'il serait perverse de refuser un consentement provisoire ».

Les tests impliquent une totalité de preuves et des statistiques

« Dans la mesure où les lois des mathématiques se réfèrent à la réalité, elles ne sont pas certaines ; et dans la mesure où elles sont certaines, elles ne se réfèrent pas à la réalité. » Albert Einstein, s'adressant à l'Académie prussienne des Sciences, Berlin, 27 janvier 1921

La validité d'une hypothèse ne dépend pas uniquement de quelques confirmations ou contradictions, mais de l'ensemble des preuves. Souvent, des données qui semblent initialement incompatibles avec une théorie aboutissent en réalité à de nouvelles prédictions importantes. L'histoire de la physique newtonienne offre un exemple clair. Le mouvement anormal d'Uranus a d'abord été considéré comme incompatible avec la nouvelle théorie de Newton. Cependant, en postulant l'existence d'une planète invisible, l'anomalie a été expliquée dans le paradigme de Newton. En général, une explication pour un comportement anormal doit être considérée comme ad hoc à moins qu'elle ne soit vérifiable de manière indépendante. Postuler une nouvelle planète invisible pourrait être considéré comme une tentative de se mettre à l'abri si aucun moyen indépendant n'existait pour détecter si une nouvelle planète existait réellement. Néanmoins, lorsque la technologie a suffisamment progressé pour tester de manière fiable la nouvelle prédiction, la planète invisible s'est révélée être Neptune.

La leçon à retenir est que les explications alternatives pour les « anomalies » doivent être traitées comme n'importe quelle autre hypothèse : elles doivent être pesées, testées et soit écartées, soit confirmées. Mais une hypothèse ne doit pas être considérée comme invalidée tant qu'un test approfondi n'a pas produit plusieurs lignes de preuves positives indiquant que l'hypothèse est vraiment incompatible avec les données empiriques.

Un point crucial lié à cela est que les théories scientifiques modernes sont probabilistes. Cela signifie que tout test des prédictions scientifiques est effectué dans un cadre statistique. La probabilité et les statistiques imprègnent les théories scientifiques modernes, y compris la thermodynamique (mécanique statistique), la géologie, la mécanique quantique, la génétique et la médecine. Bien que les mathématiques de la probabilité puissent être effrayantes pour certains, une connaissance pratique des statistiques est absolument essentielle pour juger de l'adéquation entre les données observées et les prédictions de toute théorie.

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Références

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