La méthode scientifique est l'ensemble des canons guidant ou devant guider le processus de production des connaissances scientifiques, qu'il s'agisse d'observations, d'expériences, de raisonnements, ou de calculs théoriques, visant en général à l'élaboration ou à la vérification de lois scientifiques.
Très souvent, le terme de « méthode » engage l'idée implicite de son unicité, tant auprès du grand public que de certains chercheurs, qui de surcroît la confondent parfois avec la seule méthode hypothético-déductive. L'étude des pratiques des chercheurs révèle cependant une si grande variété de démarches, au service d'un si grand nombre de disciplines scientifiques, que l'idée d'une unité de la méthode est rendue très problématique. Ce constat ne doit cependant pas être entendu comme une forme d'anarchisme épistémologique. Si la question de l'unité de la méthode est problématique (et ce problème sera abordé plus en détail ci-dessous), cela ne remet pas en question l'existence d'une pluralité de canons méthodologiques qui s'imposent aux chercheurs dans leurs pratiques scientifiques.
Découverte et théorie Cette brève introduction situe le processus de base de la méthode scientifique au cours du passage d'une théorie vers une autreSynthèse Théorie et expérience, Académie de Grenoble, http://www.ac-grenoble.fr/PhiloSophie/logphil/notions/theo_exp/esp_prof/synthese/theo_exp.htm. 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.vignette|upright=1.4|La méthode scientifique.Lorsque plusieurs chercheurs ont répété des expériences sur un même phénomène avec diverses variations (de conditions expérimentales, d'instruments de mesure, 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 apparaîtront peu à peu et un nouveau cycle commencera.
Évolution de la notion La méthode scientifique, c'est-à-dire la façon d'accéder à la connaissance, est l'objet de l'attention des philosophes depuis l'Antiquité. Il s'agit, le plus souvent, de décider de la bonne méthode scientifique, qui devient dès lors une notion normative.
Il convient de distinguer ces réflexions philosophiques des pratiques effectives des scientifiques. Cependant, les unes ne sont pas toujours sans influence sur les autres. Les canons édictés par Aristote furent ainsi pendant des siècles au cœur de la démarche « scientifique » (si l'on accepte l'anachronisme que soulignent ces guillemets, les démarches scientifiques et philosophiques étant regroupées à cette époque sous l’appellation « Philosophie de la Nature »).
Aristote Aristote (384 av. J.-C., 322 av. J.-C.) est le premier à réfléchir sur l'élaboration d'une méthode scientifique : « Nous estimons posséder la science d'une chose d'une manière absolue quand nous croyons que nous connaissons la cause par laquelle la chose est, que nous savons que cette cause est celle de la chose, et qu'en outre il n'est pas possible que la chose soit autre qu'elle n'est » (Seconds Analytiques , 2, 71b, 9-11). S'il privilégie l'idée d'une science déductive, il reconnaît une place à l'induction : « Ce qui ne veut pas dire que par l'observation répétée de cet événement, nous ne puissions, en poursuivant l'universel, arriver à une démonstration, car c'est d'une pluralité de cas particuliers que se dégage l'universel. » (Seconds Analytiques , 31, 88a, 4).
Alhazen Ibn Al Haytham (965-1039), plus connu en Occident sous son nom latinisé Alhazen, considéré comme le père moderne de l'optique, de la physique expérimentale et de la méthode scientifiqueAbhandlung über das Licht, J. Baarmann (ed. 1882) Zeitschrift der Deutschen Morgenländischen Gesellschaft Vol 36..Thiele, Rüdiger (2005), "In Memoriam: Matthias Schramm", Arabic Sciences and Philosophy (Cambridge University Press) 15: 329–331, doi:10.1017/S0957423905000214.Thiele, Rüdiger (August 2005), "In Memoriam: Matthias Schramm, 1928–2005", Historia Mathematica 32 (3): 271–274, doi:10.1016/j.hm.2005.05.002.. Il peut être vu comme le premier physicien théorique.
Roger Bacon Une traduction latine d'une partie des travaux d’Alhazen, Kitab al-Manazir (livre d'optique)Grant 1974 notes the Book of Optics has also been denoted as Opticae Thesaurus Alhazen Arabis, as De Aspectibus, and also as Perspectiva., a exercé une grande influence sur la science occidentale, et notamment sur Roger Bacon (1220-1294), un moine anglais, savant réputé, qui a repris et cité ses travauxLindberg, David C. (1996), Roger Bacon and the Origins of Perspectiva in the Middle Ages, Clarendon Press..
René Descartes
vignette|droite|200px|Discours de la méthode, par René Descartes. En 1637, Descartes publia le Discours de la méthode qui contient son explication de la méthode scientifique, c'est-à-dire une démarche à suivre par étapes afin de parvenir à une vérité. En interprétant sa démarche, elle peut être divisée en quatre étapes : objet évident (sujet de l'étude ; problème à résoudre et hypothèses) ; diviser le plus possible ; recomposer ; réviser (vue globale ; confirmer ou réfuter les hypothèses).
Il croyait que toutes les connaissances qu'il avait acquises lors de son éducation n'étaient pas toutes claires, sûres et utiles. Il prétendait que sa méthode permettait d'arriver à des connaissances ayant ces caractéristiques. Autrement dit, arriver à une vérité absolue (expliquer un phénomène, comprendre son fonctionnement, etc.).
Raisonnement bayésien Le raisonnement bayésien est une méthode qui se base sur des inférences. Ce raisonnement construit à partir d'observations une probabilité de la cause d'un événement donné. L'adjectif « bayésien » est issu du mathématicien britannique Thomas Bayes (1702-1761). C'est ce dernier qui a formulé le théorème de Bayes, qui permet d'exprimer la probabilité conditionnelle de A sachant B en fonction de celle de B sachant A.
Positivisme scientifique Le positivisme scientifique est une doctrine développée par Auguste Comte (1798-1857) dans le Cours de philosophie positive, publié de 1830 à 1842. Il repose sur trois piliers, qui sont les apports les plus connus de la pensée comtienne : la loi des trois états, la classification des sciences et la sociologie, non sans influence politique. Souhaitant lutter contre la métaphysique qu'il estime abstraite et vague et contre la théologie qui se base sur des croyances qui sont de fait invérifiables en tant que telles, il amorce ce que l'on appelle la philosophie positive. Le positivisme scientifique établit que l'esprit humain, en quête perpétuelle de connaître des choses qu'il n'est pas en capacité d'atteindre, doit renoncer à l'absolu du fait qu'il est incapable de saisir l'essence-même des choses qui suscitent son intérêt. Cela implique que la connaissance qui découle de l'esprit humain ne peut dépasser les barrières des lois scientifiques. La philosophie positive doit donc s'atteler à l'étude des lois scientifiques sans pour autant aller au-delà, ce qui reviendrait à faire ce que fait la science expérimentale lorsqu'elle découvre de nouvelles lois.
Conventionnalisme
Le conventionnalisme est une doctrine stipulant une séparation fondamentale entre les données de l'intuition et des sens et les constructions intellectuelles permettant de fonder les théories scientifiques ou mathématiques.
Cette notion a été créée d'abord par Henri Poincaré (1854-1912), puis développée par Pierre Duhem et Édouard Le Roy, sous des formes assez différentes, à la frontière du et du (bien qu'aucun de ces auteurs n'ait employé le terme de « conventionnalisme »). Elle trouve son origine profonde dans la séparation kantienne entre intuition et concept.
Vérificationnisme
Le vérificationnisme, également appelé théorie vérificationniste de la signification, est une conception épistémologique utilisée en philosophie du langage et partagée par le positivisme logique du Cercle de Vienne. Elle affirme qu'un énoncé ne peut avoir de signification cognitive, c'est-à-dire n'est susceptible d'être vrai ou faux, que s'il est vérifiable par l'expérience. On parle également d'empirisme logique en ce que les résultats de l'expérience sont censés confirmer la validité supposée d'une théorie, ou bien la réfuter. Les autres énoncés sont soit analytiques, et « vides de sens » (sinnlos), soit synthétiques mais non vérifiables par l'expérience, et donc « absurdes » (unsinnig). Cette distinction entre sinnlos et unsinnig vient du Tractatus logico-philosophicus de Wittgenstein, qui influença le programme du Cercle de Vienne.
Réfutationnisme
vignette|Karl Popper (1902-1994).Le réfutationnisme (ou falsificationisme) est une philosophie faillibiliste présentée par Karl Popper (1902-1994) dans son livre La Logique de la découverte scientifique. Il y critique l’inductivisme, le vérificationnisme et par conséquent également le positivisme scientifique, 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 fiablesIl n'est pas dans ses intentions premières de critiquer l'idée reçue de la connaissance scientifique comme connaissance irréfutable, mais sa position revient à renverser ce lieu commun..
Selon Popper, plutôt que de rechercher des propositions vérifiables, le scientifique doit produire des énoncés réfutables. C'est cette réfutabilité qui constitue 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 et 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 critiqueIl remarque ainsi que, dans la théorie freudienne, l’opposition entre le principe de plaisir-déplaisir, de réalité et le principe de compulsion, de répétition, fait qu’aucun comportement humain ne peut être exclu de la théorie..
C'est sur cette base que Popper développe sa méthode critique, qui consiste à éprouver de toutes les manières possibles les systèmes théoriques.