Il y a étonnamment peu de faits prouvés en science. Au lieu, les scientifiques parlent souvent de la quantité de preuves de leurs théories. Plus de preuves, plus la théorie est forte et plus elle devient acceptée.

Les scientifiques font généralement très attention à accumuler de nombreuses preuves et à tester leurs théories de manière approfondie. Mais l'histoire de la science a une clé, si rare, des exemples de preuves suffisamment trompeuses pour amener toute une communauté scientifique à croire quelque chose qui plus tard sera considéré comme radicalement faux.

Une façon courante pour les scientifiques de recueillir des preuves est de faire une prédiction sur quelque chose et de voir si elles sont correctes. Le problème survient lorsque la prédiction est juste mais que la théorie qu'ils utilisent pour la faire est fausse. Des prédictions qui semblent particulièrement risquées mais qui se révèlent vraies ressemblent à des preuves très solides, comme Karl Popper et d'autres philosophes des sciences l'ont souvent souligné. Mais l'histoire nous montre que même des preuves très solides peuvent être trompeuses.

En 1811, Johann Friedrich Meckel a prédit avec succès que les embryons humains auraient des fentes branchiales. Cette prédiction risquée semblait fournir des preuves très solides de sa théorie selon laquelle les humains, comme les organismes "les plus parfaits", se développent par étapes correspondant à chacune des espèces « moins parfaites » (poissons, amphibiens, reptiles et ainsi de suite).

Comme ça arrive, les premiers embryons humains ont des fentes dans le cou qui ressemblent à des branchies. C'est presque certainement parce que les humains et les poissons partagent un ADN et un ancêtre commun, non pas parce que nous passons par une "étape de poisson" dans le ventre de notre mère dans le cadre de notre développement vers la perfection biologique.

Mais les preuves disponibles après la découverte des fentes du cou des embryons en 1827 ont certainement rendu la théorie de Meckel convaincante. Ce n'est que lorsque la théorie de l'évolution de Charles Darwin s'est imposée dans la seconde moitié du XIXe siècle qu'il est devenu tout à fait clair que l'idée de Meckel d'une série linéaire de perfection biologique était totalement intenable.

Un autre exemple est l'idée du géologue du XVIIIe siècle James Hutton selon laquelle la Terre est comme un corps organique qui se reproduit constamment pour fournir indéfiniment un monde habitable aux humains. Sur la base de sa théorie, Hutton a prédit avec succès que des veines de granit traverseraient et se mélangeraient avec d'autres couches de roche. Il a également prédit avec succès les non-conformités angulaires, lorsque les nouvelles couches rocheuses reposent à un angle très différent des couches plus anciennes immédiatement sous elles.

La théorie de Hutton était fausse à bien des égards par rapport à la pensée contemporaine. De toute évidence, la Terre n'est pas conçue pour les êtres humains. Et bien sûr, Hutton n'avait aucune idée de la tectonique des plaques.

Mais malgré ses erreurs théoriques, les prédictions ont été couronnées de succès, et donc très influent. En réalité, sa théorie était toujours un candidat sérieux pour la vérité 100 ans plus tard. Il n'a finalement été repoussé qu'à la fin du 19ème siècle par la théorie de la Terre contractante, ce qui (à tort) expliquait les formations de vallées et de montagnes par une Terre qui se contracte progressivement en se refroidissant.

Preuve mathématique

Les prédictions de Meckel et Hutton étaient basées sur des arguments incorrects. Mais il existe aussi des exemples dramatiques de preuves trompeuses basées sur des équations. Par exemple, quand Niels Bohr a prédit en 1913 les fréquences correctes des couleurs spécifiques de la lumière absorbée et émise par l'hélium ionisé, Einstein aurait fait remarquer :« La théorie de Bohr doit alors être juste.

Les prédictions de Bohr pouvaient instantanément persuader Einstein (et bien d'autres encore) parce qu'elles étaient correctes à plusieurs décimales près. Mais ils sont sortis de ce que nous savons maintenant être un modèle de l'atome profondément imparfait, dans lequel les électrons gravitent littéralement en rond autour du noyau atomique. Bohr a eu de la chance :bien que son modèle soit fondamentalement erroné, il contenait aussi des grains de vérité, juste assez pour que ses prédictions sur l'hélium ionisé fonctionnent.

Mais peut-être l'exemple le plus dramatique de tous concerne le développement du modèle de Bohr par Arnold Sommerfeld. Sommerfeld a mis à jour le modèle en rendant les orbites des électrons elliptiques et en les ajustant conformément à la théorie de la relativité d'Einstein. Tout cela semblait plus réaliste que le simple modèle de Bohr.

Aujourd'hui, nous savons que les électrons ne sont pas du tout en orbite autour du noyau. Mais les scientifiques travaillant au début du 20e siècle considéraient les électrons comme de très petites boules, et supposaient que leur mouvement serait comparable au mouvement des balles réelles.

Cela s'est avéré être une erreur :la mécanique quantique moderne nous dit que les électrons sont très mystérieux et que leur comportement ne correspond même pas de loin aux concepts humains quotidiens. Les électrons dans les atomes n'occupent même pas une position exacte à un moment précis. De telles considérations sont à l'origine de la fameuse boutade "Si vous pensez comprendre la mécanique quantique, alors vous ne le faites pas."

La théorie de Sommerfeld avait donc en son cœur une idée fausse radicale. Encore, en 1916, Sommerfeld a utilisé son modèle comme base pour une équation qui décrit correctement le schéma détaillé des couleurs de la lumière absorbée et émise par l'hydrogène. Cette équation est exactement la même que celle dérivée par Paul Dirac en 1928 en utilisant la théorie moderne de la mécanique quantique relativiste.

Ce résultat a longtemps été considéré comme une coïncidence choquante au sein de la communauté des physiciens, et diverses tentatives en cours ont été faites pour essayer de comprendre comment cela pourrait se produire. Il va sans dire, L'incroyable succès prédictif de Sommerfeld a persuadé de nombreux scientifiques de l'époque que sa théorie était vraie.

Malgré le fait que des preuves ultérieures ont prouvé que ces théories étaient fausses, Je ne pense pas que nous devrions dire que les scientifiques impliqués ont fait des erreurs. Ils ont suivi les preuves et c'est précisément ce qu'un bon scientifique devrait faire. Ils ne devaient pas savoir que les preuves les égaraient.

Ces quelques exemples ne doivent certainement pas nous persuader qu'on ne peut pas faire confiance à la science. Il est rare que les preuves soient très trompeuses et, d'habitude, les théories radicalement fausses ne produisent pas de succès, prédictions précises (et généralement, ils produisent des prédictions radicalement fausses). La science est un processus de raffinement constant, avec un talent pour aplanir les rebondissements inutiles à long terme. Et nous savons tous que même les plus dignes de confiance peuvent parfois nous laisser tomber.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.