Peut-on prouver une théorie scientifique ?

Dans le dernier fil de discussion assez surréaliste qui a lieu sur Skyfall on peut lire le commentaire suivant :

• 183.  joaquim | 6/08/2016 @ 10:332 
• [...] 2 – On ne le vous répètera jamais assez, la charge de la preuve incombe à celui qui présente une théorie ou une hypothèse. Tant qu’une seule observation dément cette hypothèse, la théorie est à revoir. Les sceptiques n’ont aucune preuve à apporter au débat, ils se contentent d’analyser les preuves apportées pour étayer la théorie et de confronter la théorie aux faits.

Je sais d'expérience qu'il s'agit d'un grand n'importe quoi balancé par le dénommé joaquim comme s'il s'agissait d'une vérité absolue sur laquelle tous les scientifiques seraient d'accord.

L'occasion pour moi de faire le point sur la question de la preuve des théories et leur éventuelle réfutabilité.

L'argumentation (ou ce qui en tient lieu) de joaquim peut être séparée en 3 parties:

1. la charge de la preuve incombe à celui qui présente une théorie ou une hypothèse
2. Tant qu’une seule observation dément cette hypothèse, la théorie est à revoir
3.  Les sceptiques n’ont aucune preuve à apporter au débat, ils se contentent d’analyser les preuves apportées pour étayer la théorie et de confronter la théorie aux faits.

On remarquera tout d'abord que joaquim admet explicitement qu'il y a des "preuves apportées" (sous-entendu par les climatologues) alors que dans le point 1 il demande qu'on lui apporte des preuves...ensuite il sous-entend que ces preuves ne correspondraient pas aux faits, mais il n'en apporte pas lui-même la preuve puisque d'après lui c'est aux climatologues d'apporter la preuve de ce qu'ils avancent...admirable raisonnement de type sophistique dont joaquim nous gratifie en quelques mots seulement.

Mais voyons chaque point en détail maintenant.

La charge de la preuve incombe à celui qui présente une théorie ou une hypothèse

Premier réflexe : consulter wikipedia sur le sujet et prendre le troisième lien concernant la science (le droit et la philosophie sont a priori hors-sujet, quoique...)

Deuxième réflexe : chercher les mots "preuve", "théorie" et "hypothèse" dans le texte :

• Cette brève introduction situe le processus de base de la méthode scientifique au cours du passage d'une théorie vers une autre¹. Ce scénario est détaillé dans la Structure des révolutions scientifiques de Thomas Kuhn.
• Dans le cadre d'une théorie établie, un chercheur peut observer une anomalie ou explorer de nouvelles conditions expérimentales, par exemple en employant d'autres instruments. Il réalise ses propres expériences et les répète d'abord pour les valider lui-même, puis pour les documenter et les publier. Chacune de ces publications scientifiques constitue un constat élémentaire. C'est la méthode expérimentale, le début d'une découverte scientifique.
• Lorsque plusieurs chercheurs ont répété des expériences sur un même phénomène avec diverses variations (de conditions expérimentales, d'instruments de mesures, de types de preuves…) ces constats élémentaires se confirment mutuellement sans qu'il n'y ait de limite précise ni de moment particulier qui les valident, c'est l'appréciation de plusieurs chercheurs qui conduit à un consensus progressif. Les expériences et constats élémentaires forment alors un corps confirmé de preuves de l'existence du phénomène.
•  À la suite de cette découverte scientifique, ou parallèlement, les chercheurs tentent d'expliquer le phénomène par des hypothèses. Une hypothèse, pour être scientifiquement admissible, doit être réfutable, c'est-à-dire doit permettre des expérimentations qui la corroborent (la confirment) ou la réfutent (l'infirment).
• Ce sont les preuves répétées et confirmées par d'autres chercheurs, diverses et variées, qui confortent une hypothèse. C'est son acceptation par de nombreux chercheurs qui conduit à un consensus sur l'explication du phénomène. L'acceptation de l'hypothèse peut se manifester par la citation de travaux précédents qui servent souvent de repères de validation. Elle devient ainsi la nouvelle théorie consensuelle sur le phénomène considéré et enrichit ou remplace une théorie précédemment admise (ou plusieurs, ou en partie). Des anomalies apparaitront peu à peu et un nouveau cycle commencera.

On voit déjà immédiatement que "la charge de la preuve" si chère à joaquim est en fait un processus bien plus complexe que ce qu'il imagine.

Ironiquement, wikipedia nous donne l'exemple de Wegener tant cité par les climatosceptiques qui croient que cela va dans leur sens, alors que bien au contraire... :

• Ce fut également le cas pour Alfred Wegener et sa théorie de la dérive des continents confirmée par la physique et ainsi reconnue par tous les scientifiques après une forte polémique qui a duré 40 ans, allant des simples perturbations des cours par les professeurs « contre la dérive » au tir de carabine dans la porte de bureau vide du collègue¹⁸ ; bien que les sources diverses et multiples tout aussi scientifiques qui ont été apportées pendant toute cette période l'avaient validées bien avant la preuve par la physique.

On pourrait faire quasiment le même article en opérant quelques remplacements (en gras ci-après) :

•  Ce fut également le cas pour les climatologues et leur théorie du réchauffement climatique anthropique confirmée par la physique et ainsi reconnue par tous les scientifiques après une forte polémique qui a duré 40 ans, allant des simples conférences « contre le RCA » aux accusations de mensonge et de traficotage de données ; bien que les sources diverses et multiples tout aussi scientifiques qui ont été apportées pendant toute cette période l'avaient validées bien avant la preuve par la physique.

Wikipedia nous donne également des indications sur la réfutabilité d'une hypothèse ou d'une théorie :

• Le réfutationnisme (ou falsificationisme, ou faillibilisme) est présenté par Karl Popper dans son livre La logique de la découverte scientifique. Il y critique l’inductivisme et le vérificationnisme, qui selon lui ne sont valides ni d'un point de vue logique ni d'un point de vue épistémologique pour produire des connaissances scientifiques fiables⁸.
  Selon Popper, plutôt que de rechercher des propositions vérifiables, le scientifique doit produire des énoncés réfutables. C'est cette réfutabilité qui doit constituer le critère de démarcation entre une hypothèse scientifique et une pseudo-hypothèse. C'est en s'appuyant sur un tel critère que Popper critique le marxisme ou la psychanalyse, qui selon lui ne répondent pas à cette exigence de réfutabilité, ces théories reposant sur des hypothèses ad hoc qui les immuniseraient contre toute critique⁹.
  C'est sur cette base que Popper développe sa méthode critique, qui consiste à éprouver de toutes les manières possibles les systèmes théoriques.

On comprend mieux pourquoi certains climatosceptiques comparent la climatologie au communisme (bref à une idéologie) car cela "colle" parfaitement à la pensée de Popper, sauf que la climatologie est tout sauf une idéologie, et les nombreuses "preuves apportées" sont parfaitement réfutables :

• hausse observée des températures : il suffit d'apporter la preuve qu'elles n'augmentent pas !
• retrait quasi-général des glaciers et perte de volume : il suffit d'apporter la preuve qu'ils ne décroissent pas !
• effet de serre : il suffit d'apporter la preuve qu'il n'existe pas !
• rôle du CO2 humain dans l'effet de serre : il suffit d'apporter la preuve que le CO2 d'origine humaine n'a aucun rôle (significatif) dans l'augmentation des températures !
• etc.

La littérature scientifique sur le sujet est monumentale et "apporte des preuves" par wagons entiers.

Mais la véritable question à se poser est celle-ci : peut-on prouver une théorie scientifique ?

Et là ça se gâte un peu.

Nous avons par exemple ce sujet de dissertation du bac philo 2011 série L qui nous dit en substance :

• L'hypothèse scientifique ne peut pas être prouvée de manière absolue et universelle. Elle n'a de sens qu'à l'intérieur d'un cadre précis.
• 1) selon Hempel, une hypothèse même après expérimentation, reste seulement possible. On peut conclure d'une expérience à des probabilités de vérité d'autant plus grandes que le nombre d'expériences inférées concluantes aura été important. Autrement dit, si l'hypothèse est est prouvée, c'est seulement à titre de possibilité ou de probabilité
• 3) K.Kopper mettra en évidence que dans tous les domaines de la science, les conditions de l'expérimentation ne permettent pas de conclure à la validité d'une hypothèse.
• La phrase d'Einstein selon laquelle « je considérerai ma théorie de la relativité pour vraie tant que rien ne montrera qu'elle est fausse » nous montre bien que nous en restons au statut de l'hypothèse, que nous sommes dans le « tenir pour vrai » et non dans le « vrai » absolument certain.

Ainsi même la théorie de la relativité d'Einstein n'est rien d'autre qu'une hypothèse, donc n'est pas "prouvée", et seule une théorie alternative pourrait la réfuter.

Par conséquent s'il existe une "théorie du réchauffement climatique anthropique" elle ne peut en aucun cas être prouvée, seule une autre "théorie" pourrait éventuellement la réfuter ; on attend toujours cette autre "théorie" (il y a bien "c'est le soleil" ou "ce sont les volcans sous-marins" ou "c'est blablabla", mais qui ne sont que des spéculations de non-spécialistes qui sont bien loin d'apporter la moindre "preuve")

Une hypothèse n'a pas à être prouvée mais à être mise à l'épreuve, c'est ce que dit cette enseignante sur le même sujet du bac philo 2011 ; on apprend aussi :

• Une hypothèse qui se justifie de preuves n’est d’ailleurs pas scientifique, chercher des raisons, des confirmation n’est pas du domaine de la raison et de la démonstration mais de l’opinion ou de la croyance.[exactement le processus de pensée climatosceptique qui cherche à tout prix à justifier ses "hypothèses"]
• Si la science elle même n’a pas besoin de justification, l’hypothèse a cependant un statut important de point de départ du raisonnement. Ce qui lui donne alors son caractère universel et qui permet de transmettre le savoir, est le raisonnement lui-même qui en quelque sorte se justifie par l’évidence de la raison. On est dans le débat entre théorie et expérience de savoir lequel des deux est premier a été tranché par Kant : « que toute connaissance commence avec l’expérience, cela ne signifie pas qu’elle dérive de l’expérience » Ainsi, les faits observés ne suffisent pas, il faut le travail de la raison pour construire une hypothèse.
• On peut dire qu’une hypothèse scientifique a sa valeur dans son caractère non prouvé. Par exemple la notion d’évolution de Darwin ne permet pas d’expliquer des faits d’observation mais est une vérité expliquée ; il n’y a pas de preuve mais des raisonnements (la relation entre les espèces actuelles et les fossiles, les affinités anatomiques ou morphologiques des espèces, etc.) cohérents et donnant un sens construit autour de concepts. Les faits ne sont jamais des preuves, les hypothèses ne sont que des constructions de la pensée obéissant aux règles précises de la rationalité. Qu’une hypothèse reste réfutable et provisoire, c’est ce qui fait sa valeur.

Ainsi on s'aperçoit en fait, si l'on veut être précis, qu'il n'existe aucune "charge de la preuve qui incombe à celui qui présente une théorie ou une hypothèse scientifique" selon les termes de joaquim.

Pour résumer, et en paraphrasant Einstein, une théorie ou une hypothèse scientifique est valable tant qu'elle n'a pas été réfutée par une autre théorie ou hypothèse.

Et dans le cas du climat c'est donc bien aux climatosceptiques d'apporter la réfutation des théories et hypothèses admises par la science et résumées dans les rapports du GIEC.

Tant qu’une seule observation dément cette hypothèse, la théorie est à revoir.

Là il faut s'accrocher mais ça vaut le détour :

• Quand une théorie est déjà bien établie, on préférera souvent faire des révisions internes à la théorie et de nouvelles hypothèses plutôt que de falsifier directement la théorie mise en difficulté: il n'y a pas d'expérimentation cruciale susceptible à elle seule de ruiner une théorie. Mais si les difficultés persistent, la théorie fautive devra être abandonnée, à condition toutefois qu'il existe une théorie concurrente susceptible de la remplacer avantageusement.

"Si les difficultés persistent la théorie fautive devra être abandonnée" ; entre "les difficultés persistent" et le "une  seule observation" de joaquim on voit bien qu'il y a un gouffre !

Et "à condition toutefois qu'il existe une théorie concurrente susceptible de la remplacer avantageusement" ; on attend avec impatience que joaquim nous fournisse cette "théorie concurrente", puisque c'est de sa responsabilité, quoi qu'il en dise, de nous la fournir (à mon avis on va attendre longtemps)

Et bien évidemment s'il y a des "difficultés qui persistent" dans la "théorie" du réchauffement climatique anthropique, c'est pour en déterminer l'ampleur et les véritables conséquences plus que pour la remettre en cause.

Mais il y a plus sioux que l'extrait ci-dessus, avec par exemple ceci :

• « Toute théorie physique est toujours provisoire en ce sens qu'elle n'est qu'une hypothèse : vous ne pourrez jamais la prouver (Peu importe le nombre de fois où un résultat confortera une théorie, on ne peut jamais être sûr que le prochain résultat n’ira pas à son encontre). En revanche, vous pouvez démentir une théorie en trouvant ne serait-ce qu’une seule observation qui va à l’encontre des prédictions de la théorie » [aurait écrit Stephen Hawking dans son livre Une brève histoire du temps]

Serait-ce là la source d'inspiration de joaquim et de ses collègues climatosceptiques ?

Mais voila que Stephen Hawking est lui-même climato-catastrophique !

Il promettait déjà en 2012 un désastre climatique avant 1000 ans :

• It is possible that the human race could become extinct but it is not inevitable. I think it is almost certain that a disaster, such as nuclear war or global warming will befall the earth within a thousand years.”
• “As we stand at the brink of a second nuclear age and a period of unprecedented climate change, scientists have a special responsibility, once again to inform the public and to advise leaders about the perils that humanity faces,” he said. “As scientists we understand the dangers of nuclear weapons and their devastation effects, and we are learning how human activities and technologies are affecting climate systems in ways that may forever change life on Earth.
  “As citizens of the world, we have a duty to share that knowledge. We have a duty.”
  

Sacrebleu, et il en rajoute récemment concernant le clown Trump :

• Hawking also said he didn’t believe Trump was the greatest threat facing America, or even the world. The greatest threat, he said, is human-caused climate change.
• “A more immediate danger is runaway climate change,” Hawking said. “A rise in ocean temperature would melt the ice-caps, and cause a release of large amounts of carbon dioxide from the ocean floor. Both effects could make our climate like that of Venus, with a temperature of 250 degrees.”

Et c'est le même bonhomme qui disait que "vous pouvez démentir une théorie en trouvant ne serait-ce qu’une seule observation qui va à l’encontre des prédictions de la théorie" ; apparemment Stephen Hawking n'a trouvé aucune observation allant à l'encontre de la "théorie" du réchauffement climatique anthropique.

Mais joaquim est bien plus calé que Stephen Hawking et il va bientôt, très bientôt, nous fournir cette observation que nous attendons tous avec tant d'impatience.

Les sceptiques n’ont aucune preuve à apporter au débat, ils se contentent d’analyser les preuves apportées pour étayer la théorie et de confronter la théorie aux faits.

Je ne m'attarderai pas sur ce troisième point, j'en ai déjà un peu parlé dans l'introduction et je ne vois pas l'intérêt d'insister lourdement.

On a vu que "les sceptiques n'ont aucune preuve à apporter au débat" ne tenait pas la route, d'abord il ne s'agit pas d'un débat de café du commerce comme on en voit souvent sur Skyfall (le bistrot du coin...), ensuite c'est bien aux (climato)sceptiques d'apporter la preuve que ce qu'il y a dans la littérature scientifique est erroné ; pour l'instant ils n'y arrivent pas, quand ils le feront nous leur accorderons toute notre attention.

Quant à l'"analyse des preuves apportées pour étayer la théorie et confronter la théorie aux faits" on repassera ; on attend que joaquim nous montre en quoi il a analysé quoi que ce soit (et à quel titre d'ailleurs ?) et en quoi la "théorie" du réchauffement climatique anthropique serait-elle réfutée par les faits, à condition que joaquim se soit livré à l'exercice de "confronter la théorie aux faits", ce dont on peut légitimement douter.

On remarquera que j'ai mis le mot "théorie" entre guillemets quand il s'appliquait au réchauffement climatique anthropique, car je ne suis pas certain qu'on puisse vraiment parler de théorie en la matière ; je vois beaucoup d'observations desquelles sont tirées d'innombrables données qui, mises bout à bout, forment un faisceau d'indices (et non de preuves) qui concordent pour dire ce que dit le GIEC dans ses rapports.

Il y a un siècle ou deux, on pouvait parler de théorie, car les observations étaient  rares et sujettes à caution, de plus les instruments manquaient de précision ou tout bonnement n’existaient pas (les satellites, les ordinateurs...) et les scientifiques avaient beaucoup de mérite pour échafauder des hypothèses et des théories qui ont été confirmées par la suite ; wikipedia, encore elle, nous dit :

• L’hypothèse d’un lien entre la température moyenne du globe et le taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a été formulée pour la première fois en 1895 par le prix Nobel de chimie Svante Arrhenius. Arrhenius a démontré que l’augmentation de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère risquait d’accroître très significativement la température de la planète. Il a calculé qu’un doublement de la teneur en CO₂ pourrait provoquer un réchauffement de 4 à 6 °C, des valeurs en cohérence avec les modélisations du XXI^e siècle. Cet élément montre l'ancienneté d'une théorie scientifique du réchauffement climatique.

On peut aussi trouver des théories adjacentes au phénomène du réchauffement climatique :

• Selon une théorie, un éventuel arrêt de la circulation thermohaline, dû au réchauffement climatique, pourrait engendrer une chute importante de température voire une ère glaciaire en Europe et dans les régions à hautes latitudes.

mais

• Cette hypothèse d'un refroidissement de l'Europe qui suivrait le réchauffement global n'est cependant pas validée. En effet, il n'est nullement établi que le Gulf Stream soit la seule cause des hivers doux en Europe.

Il me semble que le mot "théorie" est surtout utilisé par les climatosceptiques pour tenter de décrédibiliser le phénomène du réchauffement lui-même qui est une réalité, et plus encore de décrédibiliser son origine humaine.

D'ailleurs, en consultant le dernier rapport du GIEC et en cherchant le mot "théorie" on n'en trouve qu'une seule occurrence, dans l'introduction !

• Le degré de certitude associé aux principaux résultats présentés dans ce rapport est fonction de l’appréciation, par les comités de rédaction, des connaissances scientifiques sous-jacentes et est exprimé par un niveau de confiance qualitatif (de très faible à très élevé) et, lorsque c’est possible, quantifié en termes de probabilités (extrêmement improbable à extrêmement probable). La confiance dans la validité d’un résultat se fonde sur la nature, la quantité, la qualité et la cohérence des éléments correspondants (données, compréhension d’un mécanisme, théorie, modèles, avis d’experts, etc.) et le degré de cohérence. Les estimations probabilistes de mesures quantifiées de l’incertitude d’un résultat se fondent sur l’analyse statistique d’observations ou de résultats de modèles, ou les deux, et l’avis d’experts2. Le cas échéant, les résultats sont également formulés sous forme d’énoncés des faits, sans recourir à des qualificatifs d’incertitude (Voir chapitre 1 et encadré RT.1 pour obtenir davantage de précisions concernant les termes spécifiques que le GIEC utilise pour traduire l’incertitude).

 Par contre

• Dans cette contribution au cinquième Rapport d’évaluation du GIEC (RE5), le Groupe de travail I (GTI) examine de nouveaux éléments concernant le changement climatique sur la base de nombreuses analyses scientifiques indépendantes d’observations du système climatique, d’archives paléoclimatiques, d’études théoriques des processus climatiques et de simulations à l’aide de modèles climatiques. Il s’appuie sur sa contribution au quatrième Rapport d’évaluation du GIEC (RE4) et incorpore de nouveaux résultats de recherche obtenus depuis. Composante du cinquième cycle d’évaluation, le rapport spécial intitulé Gestion des risques de catastrophes et de phénomènes extrêmes pour les besoins de l’adaptation au changement climatique (SREX) représente un socle d’informations important sur l’évolution des extrêmes météorologiques et climatiques.

Ainsi nous voyons bien que nous sommes assez loin de la théorie, il s'agit plutôt d'analyses d'observations, de données sur le passé, d'études théoriques et de simulations à l'aide d'outils dont ne disposaient pas Fourier, Tyndal ou Arrhenius.

Par ailleurs il est bien expliqué que "la recherche avance" puisque le 5ème rapport se base sur le 4ème en y incorporant "de nouveaux résultats de recherche obtenus depuis" ; par conséquent à l'heure actuelle il y a déjà des résultats qui ne figuraient pas dans le 5ème rapport et dont nous aurons connaissance dans le 6ème.

Et enfin, rappelons que dans la définition de wikipedia donnée plus haut on trouve :

• c'est l'appréciation de plusieurs chercheurs qui conduit à un consensus progressif.

Et c'est la science qui fait le consensus, non le consensus qui fait la science comme le prétendent les climatosceptiques.

Joaquim a donc faux sur toute la ligne et soit il le sait, soit il ne s'en rend pas compte, dans les deux cas cela donne une idée du sérieux de ce qu'il peut bien raconter.