QuestionsLa science peut-elle tout expliquer ?Une expérience ne condamne jamais une hypothèse seule : le holisme de Duhem
La science peut-elle tout expliquer ?Une construction humaine

Une expérience ne condamne jamais une hypothèse seule : le holisme de Duhem

La thèse de Duhem (ou thèse de Duhem-Quine) : le holisme de la confirmation

Pierre Duhem 1861 · 1916Une expérience de physique ne teste jamais une hypothèse seule, mais tout un ensemble de théories.
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Ce qu'il soutient

Une expérience de physique ne peut jamais condamner une hypothèse isolée, mais seulement tout un ensemble ; il n'y a pas d'expérience cruciale ; et le choix de l'hypothèse à abandonner relève du bon sens du physicien.

Pourquoi

Une prévision repose sur tout un ensemble d'hypothèses : si elle échoue, la logique ne dit pas laquelle est fausse.

La même idée à travers l'histoire
Pierre Duhem1906Duhem, physicien et historien de la physique, montre à partir de l'optique et de la mécanique que le physicien ne teste jamais une hypothèse isolée. L'expérience de Foucault (1850), souvent présentée comme un verdict contre la théorie de l'émission de la lumière de Newton, condamne en fait tout le système de Newton, pas seulement l'hypothèse que la lumière est faite de corpuscules.
Willard Van Orman Quine1951Dans « Two Dogmas of Empiricism », Quine généralise : nos énoncés affrontent l'expérience en bloc, et n'importe lequel peut être gardé vrai si l'on ajuste assez le reste. Quine renvoie à Duhem pour cette idée ; on parle depuis de « thèse de Duhem-Quine », mais la version de Quine va plus loin que celle de Duhem, qui parlait de la physique.
En bref

« Une expérience ne condamne jamais une hypothèse seule : le holisme de Duhem » est un argument de Pierre Duhem (La Théorie physique, son objet, sa structure, 1906, IIe partie, ch. VI, 1906) sur la question « La science peut-elle tout expliquer ? » (réponse : une construction humaine). Sa thèse : Une expérience de physique ne peut jamais condamner une hypothèse isolée, mais seulement tout un ensemble ; il n'y a pas d'expérience cruciale ; et le choix de l'hypothèse à abandonner relève du bon sens du physicien. Selon la vérification logique d'AskPhilosophy (solveur Z3), la conclusion suit bien de ses 5 prémisses. AskPhilosophy présente 2 objections, dont 1 avec une réponse documentée, et le texte original de chaque prémisse, vérifié mot pour mot.

La Théorie physique, son objet, sa structure, 1906, IIe partie, ch. VI
Valide

On imagine souvent qu'une expérience sert à « tester » une idée comme on teste une pièce : si elle casse, l'idée est fausse. Pierre Duhem, physicien français, montre au début du XXe siècle que ce n'est pas si simple. Pour prévoir ce que doit donner une expérience, le physicien n'utilise pas seulement l'hypothèse qu'il veut tester : il se sert aussi de la théorie de ses instruments, de l'optique, des calculs, etc. Quand le résultat est différent de la prévision, quelque chose est donc faux dans l'ensemble, mais l'expérience ne dit pas quoi. Duhem en tire trois conséquences : il n'y a pas d'expérience qui condamne à elle seule une hypothèse ; il n'y a pas d'« expérience cruciale » qui trancherait entre deux hypothèses rivales ; et le choix de ce qu'il faut changer dépend du « bon sens » du physicien, qui n'est pas une règle de logique. Nous rangeons cet argument dans « Une construction humaine » parce qu'il montre que des choix humains interviennent dans la décision, même en physique. Duhem pense qu'un jour vient où le bon sens départage clairement les théories (§ X). Il parle de la physique et non de toute la science.

P1Pour prévoir le résultat d'une expérience, le physicien utilise toujours, en plus de l'hypothèse qu'il veut tester, tout un ensemble d'autres hypothèses (la théorie de ses instruments, les lois de l'optique, etc.).
P2Quand le résultat contredit la prévision, l'expérience apprend qu'au moins une des hypothèses de l'ensemble est fausse, mais elle ne désigne pas laquelle : la logique seule ne dit pas ce qu'il faut changer.
P3 · prémisse impliciteUne expérience qui ne désigne pas l'hypothèse fautive ne peut pas condamner une hypothèse isolée.
P4Une expérience cruciale (qui tranche entre deux hypothèses en en réfutant une) exigerait d'avoir énuméré toutes les hypothèses possibles pour un groupe de phénomènes.
P5Le physicien n'est jamais sûr d'avoir épuisé toutes les hypothèses imaginables.
P6Comme la logique ne désigne pas ce qu'il faut changer, aucun principe absolu ne guide ce choix : des physiciens différents peuvent choisir différemment sans être illogiques. Ce qui les guide est ce que l'on appelle le « bon sens ».
Donc une expérience de physique ne peut jamais condamner une hypothèse isolée, mais seulement tout un ensemble ; il n'y a pas d'expérience cruciale ; et le choix de l'hypothèse à abandonner relève du bon sens du physicien.

clique sur une prémisse pour la rejeter

Si tu acceptes toutes les prémisses, la logique t'oblige à accepter la conclusion. Le débat porte donc sur les prémisses.
Vérifié par un solveur logique : impossible que toutes les prémisses soient vraies et la conclusion fausse.
Sans la prémisse implicite : Sans P3, on pourrait accepter P1 et P2 et dire qu'une expérience bien conçue isole quand même l'hypothèse testée, parce que les autres hypothèses sont solides au point qu'on peut les tenir pour sûres. Duhem reconnaît que c'est ce que fait le physicien, mais il dit que cette confiance « ne s'impose pas de nécessité logique ».
L'argument est valide. P1 et P2 disent que l'expérience ne désigne pas l'hypothèse fautive. Avec P3 (implicite), aucune hypothèse isolée n'est condamnée. P4 et P5 montrent qu'il n'y a pas d'expérience cruciale. P6 dit que, quand la logique ne désigne pas la coupable, c'est le bon sens qui décide. Le débat porte sur P2 et P3 : peut-on, dans la pratique, trouver quelle hypothèse est en cause, et le fait de pouvoir toujours sauver une hypothèse suffit-il à dire qu'on ne peut jamais la réfuter ?
Analogie. Une voiture ne démarre pas. Le garagiste ne peut pas dire « c'est la batterie » à partir du seul fait qu'elle ne démarre pas : il peut aussi s'agir du démarreur, de l'essence, d'un fusible. Le fait ne désigne rien tout seul ; c'est son expérience, pas une règle, qui lui suggère par où commencer.

Objections

2

Chaque objection est une conversation : clique pour voir qui répond, et où en est le débat.

Karl Popper 1963 · attaque la prémisse 2

Popper répond que l'argument « holiste » va beaucoup trop loin. Il est possible, dans un bon nombre de cas, de trouver quelle hypothèse est responsable de la réfutation.

un défenseur répond
voir l'argument
I
Imre Lakatos défenseur de l'argument · 1970
Lakatos tire la leçon de Duhem pour la méthode : aucune expérience, aucun énoncé d'observation ne peut à lui seul mener à la réfutation, et il n'y a pas de réfutation avant l'arrivée d'une meilleure théorie. On ne rejette donc pas une théorie parce qu'une expérience la contredit, mais parce qu'une autre fait mieux.
Le débat continue (notre résumé) Popper reconnaît lui-même, dans le même chapitre, qu'on ne peut souvent tester qu'un gros morceau d'un système théorique, et parfois le système entier ; alors, dit-il, désigner l'élément responsable est pure conjecture (il renvoie à Duhem : voir sa citation dans l'argument de Popper). Le désaccord porte sur la fréquence des cas où l'on peut trouver quelle hypothèse est en cause, et sur le poids que la méthode doit donner au « bon sens ».
Où en est le débat (notre résumé)Notre résumé : tout le monde admet aujourd'hui que les tests dépendent d'hypothèses annexes. Le désaccord de fond reste sur ce que l'on en conclut : pour Popper, la science progresse quand même par réfutation ; pour Duhem et Lakatos, il faut ajouter des critères au-delà de la logique (bon sens, comparaison entre programmes).
A
Adolf Grünbaum 1960 · attaque la prémisse 3

Grünbaum conteste que la logique démontre ce que Duhem en tire. Que l'on puisse toujours sauver une hypothèse en modifiant les autres n'est pas prouvé : il faut encore trouver des hypothèses de rechange qui s'accordent avec tous les résultats déjà établis, et rien ne garantit qu'elles existent. C'est une question de fait, à examiner cas par cas, et non une conséquence de la logique.

sans réponse
Duhem n'a pas répondu à cette objection.
Le débat continue (notre résumé) Duhem montre sur des exemples qu'une hypothèse peut être sauvée en changeant d'autres (le cas de Neumann), sans l'affirmer pour tous les cas (notre lecture). Les partisans du holisme (dont Quine) vont plus loin que Duhem en disant que toute hypothèse peut être gardée si l'on ajuste assez le reste ; c'est cette version forte que Grünbaum vise surtout.
Où en est le débat (notre résumé)Notre résumé : on distingue aujourd'hui une version faible (les tests dépendent d'hypothèses annexes, admise de tous) et une version forte (toute hypothèse peut toujours être sauvée, très discutée). Duhem défend plutôt la première.