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Définition d'une théorie scientifique

  1. eldor

    Date d'inscription
    janvier 2011
    Messages
    24

    Définition d'une théorie scientifique

    Bonjour.
    La question est toute bête : quelle est la définition exacte d'une théorie scientifique ? Plus précisément, une théorie scientifique doit-elle est une hypothèse prouvée et confirmée ?

    Selon Wikipédia (ou la plupart des dictionnaires), une théorie est juste "une connaissance spéculative et vraisemblable".
    Plus précisément "En physique, le terme de théorie désigne généralement le support mathématique, dérivé d'un petit ensemble de principes de base et d'équations, permettant de produire des prévisions expérimentales pour une catégorie donnée de systèmes physiques."
    On dit par exemple "théorie des cordes", car la théorie des cordes est un ensemble de spéculations qui permettent de faire des prédictions (existence de nouvelles dimension, par exemple).
    On peut prendre l'exemple, plus clair encore, du fait qu'Einstein ait nommé son postulat "théorie de la relativité" (enfin, "Prinzipielles zur allgemeinen Relativitätstheorie" il me semble) à une époque où l'observation et l'expérience ne l'avaient pas encore confirmée.

    Mais selon d'autres sources (la National Academy of Sciences) : "La définition scientifique formelle de "théorie" est très différente de la signification usuelle de ce mot. Cela désigne une explication détaillée de quelque aspect de la nature, supportée par un vaste corpus de preuve."
    D'autres dictionnaires ou citations appuient ce point de vue.

    La question est simple : on parle de "théorie scientifique" pour une connaissance spéculative faisant des prévisions (confirmées ou non) ou bien pour une connaissance admise et confirmée par l'expérience ?

    (Note : je pose cette question ici parce que j'ai déjà eu plusieurs débats à ce sujet, avec à chaque fois des tas d'avis différents, le tout se finissant généralement en troll. Je pense donc obtenir des avis plus sérieux sur un forum de science.)


     


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  2. erik

    Date d'inscription
    août 2004
    Messages
    3 413

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    on parle de "théorie scientifique" pour une connaissance spéculative faisant des prévisions (confirmées ou non) ou bien pour une connaissance admise et confirmée par l'expérience ?
    Hélas, les deux !
    On parle de la théorie des cordes, qui est un domaine pour l'instant totalement spéculatif et de la théorie de la relativité (restreinte ou générale) qui est pour l'instant confirmé avec une très grande précision.
    Ce qui est important à retenir c'est qu'une théorie est dite scientifique si : elle est capable d'expliquer les phénomènes décrit par les théories "précédentes", elle est capable de prédire/expliquer de nouveaux phénomènes, et est validée par l'expérience (ou pour les théorie spéculative : doit pouvoir être validée dans le futur par l'expérience).
     

  3. JPL

    Date d'inscription
    septembre 2003
    Localisation
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    53 707

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Ajoutons : est logiquement cohérente. C'est le cas semble-t-il de la théorie des cordes ou celle de la gravitation quantique à boucle, qui n'ont pour le moment aucun début de prédiction confirmé.

    Donc on pourrait dire qu'on a une théorie scientifique si elle vérifie plusieurs des critères énoncés, mais pas forcément tous au moment de son élaboration.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
     

  4. eldor

    Date d'inscription
    janvier 2011
    Messages
    24

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Oui, donc la théorie des cordes étant l'exemple même de la théorie scientifique (corrigez-moi si je me trompe) on peut donc en déduire qu'une théorie scientifique n'est pas toujours confirmée par l'expérience.
    C'est bien ça ?
     

  5. JPL

    Date d'inscription
    septembre 2003
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    Banlieue bordelaise
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    53 707

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Quand Einstein a publié la relativité générale son statut était identique : aucune observation inexpliquée ne justifiait son élaboration, juste la logique.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
     


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  6. Thomaslechatbleu

    Date d'inscription
    mai 2009
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    172

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    aucune observation inexpliquée ne justifiait son élaboration.
    J'aurais cru la constance de la vitesse de la lumière, et - il me semble, le périhélie de Mercure?
     

  7. JPL

    Date d'inscription
    septembre 2003
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    Re : Définition d'une théorie scientifique

    La constance de la vitesse de la lumière c'est la relativité restreinte. Quant à l'anomalie du périhélie de Mercure, ce n'est qu'a posteriori que la RG l'a expliquée. Ce n'est pas cette anomalie qui a conduit à penser qu'il fallait élargir la théorie de la relativité. Pour ce que je crois savoir la nécessité de cet élargissement résulte uniquement de considérations théoriques faites par Einstein.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
     

  8. mach3

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    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Pour ce que je crois savoir la nécessité de cet élargissement résulte uniquement de considérations théoriques faites par Einstein.
    pour préciser c'est l'incompatibilité entre la relativité restreinte et la gravitation Newtonnienne qui a été le principal moteur, il fallait une gravitation relativiste.
    On en est un peu au même point maintenant entre la mécanique quantique et la relativité générale : il faut une gravitation quantique.
    Pour moi, concernant ces théories de gravitation quantique, il n'est pas nécessaire qu'elles fassent de nouvelles prédiction testables pour qu'elles soient considérées comme scientifiques, du moment qu'elles donnent les même résultats que la mécanique quantique et la relativité générale : on aurait au moins un cadre cohérent pour tous les phénomènes (même si la plupart du temps on utilisera ou la MQ ou la RG selon les cas, parce que plus simples à utiliser que ces nouvelles théories, notez qu'on fait la même chose avec la mécanique classique, on préfère l'utiliser quand c'est possible, car plus simple).
    Les prédictions nouvelles de ces théories deviendront peut-être testables dans le futur, il faudra être patient. On arrivera peut-être à une situation étrange où plusieurs théories d'unification seront achevées, toutes compatibles avec les résultats déjà connus, mais en désaccord entre elles dans leurs prédictions non-testables et sans moyens expérimentaux pour trancher...

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  9. eldor

    Date d'inscription
    janvier 2011
    Messages
    24

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Bon, et enfin, dernière chose, puisque la réponse semble être unanime (les deux définitions correctes) : qu'entend-t-on par "preuve" ?
    Une preuve peut-elle justement être l'observation que l'on tente d'expliquer ?
    Et une preuve observée implique-t-elle qu'une théorie est juste, ou simplement qu'une théorie pourrait justifier l'observation ?

    Imaginons une théorie débile : pour expliquer le fait qu'on puisse faire le tour de la Terre en marchant tout droit, j'imagine qu'au bout du monde y a une faille spatio-dimensionnelle qui me ramène au point de départ sans que je m'en rende compte. J'appelle cette théorie débile "théorie de la faille". Puis-je considérer que le fait qu'une preuve de la théorie de la faille est que quand on marche droit sur Terre, on finit par se retrouver à son point de départ ?
    (Cet exemple est idiot mais je n'en ai pas d'autre sous la main.)
     

  10. photon57

    Date d'inscription
    septembre 2011
    Messages
    2 055

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Quand Einstein a publié la relativité générale son statut était identique : aucune observation inexpliquée ne justifiait son élaboration, juste la logique.
    Si il y avait la précession du périhélie de Mercure je crois.


    Modif:
    Évidemment je devrais lire tout jusqu'au bout
    Dernière modification par photon57 ; 05/09/2011 à 17h20.
     

  11. mach3

    Date d'inscription
    mars 2004
    Localisation
    entre une couche et un biberon
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    6 928

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Citation Envoyé par eldor
    Bon, et enfin, dernière chose, puisque la réponse semble être unanime (les deux définitions correctes) : qu'entend-t-on par "preuve" ?
    Une preuve peut-elle justement être l'observation que l'on tente d'expliquer ?
    Et une preuve observée implique-t-elle qu'une théorie est juste, ou simplement qu'une théorie pourrait justifier l'observation ?
    Il faut d'abord noter que c'est assez dur de dissocier l'observation de la théorie (certains ont essayé...), car une observation est toujours interprété (même implicitement) dans le langage d'une théorie (aussi naïve et basique soit-elle).
    Ensuite une théorie est valide (sur un domaine d'application défini) tout pendant qu'aucune observation ne contredit les prédictions (anomalie), et encore une observation qui contredit une prédiction n'est pas suffisant pour l'invalider (il peut y avoir erreur de mesure, erreur d'interprétation, méconnaissance des conditions initiales, etc, et au pire on peut aussi restreindre le domaine d'application pour conserver la validité de la théorie).
    Toute observation qui va dans le sens des prédictions consolide la théorie, mais ne met aucunement à l'abri de l'apparition d'anomalies par la suite (via l'observation de nouveaux phénomènes, ou l'observation plus précise de phénomènes connus). D'ailleurs en sciences on cherche surtout des preuves contre les théories car logiquement on ne peut pas prouver qu'une théorie est "vraie", elle n'est "vraie" que jusqu'à preuve du contraire, par contre on peut très facilement prouver qu'elle est définitivement fausse par l'observation.

    Citation Envoyé par eldor
    Imaginons une théorie débile : pour expliquer le fait qu'on puisse faire le tour de la Terre en marchant tout droit, j'imagine qu'au bout du monde y a une faille spatio-dimensionnelle qui me ramène au point de départ sans que je m'en rende compte. J'appelle cette théorie débile "théorie de la faille". Puis-je considérer que le fait qu'une preuve de la théorie de la faille est que quand on marche droit sur Terre, on finit par se retrouver à son point de départ ?
    si on considère cette seule observation, oui, cependant en faisant d'autres observations on finira par réfuter cette théorie. Par exemple, comment cette théorie explique-t-elle la forme de la terre vue depuis l'espace? Dans ce cas fictif, cette théorie de la faille serait sur un pied d'égalité avec la théorie de la terre ronde tout pendant qu'on aurait pas la capacité d'observer la terre depuis l'espace (je passe sous silence les problèmes de géométrie non-euclidienne causés par la surface sphérique de la terre). Elle serait d'ailleurs sur un pied d'égalité avec la théorie de la terre cylindrique tant que personne ne sera aller voir ce qui se passe aux pôles.

    Citation Envoyé par photon57
    Si il y avait la précession du périhélie de Mercure je crois.
    c'était considéré comme une anomalie et comme la plupart du temps les anomalies se résorbent d'elles-mêmes (on fini par trouver l'erreur de mesure, l'erreur d'interprétation, l'omission dans les conditions initiales, etc), ça n'était ni vraiment inquiétant, ni vraiment motivant. A la rigueur, si on avait observé aussi la déviation des rayon lumineux au voisinage du soleil ainsi que le redshift gravitationnel et la dilatation des durées en fonction du potentiel gravitationnel avant que la RG ne soit échafaudée, ça aurait surement été différent. Quand les anomalies perdurent et/ou s'accumulent, là il y a matière à inquiétude et motivation pour trouver autre chose.
    La précession du périhélie de Mercure ne justifie pas l'élaboration de la RG (comme déjà dit ce n'était pas un problème observationnel qui préoccupait Einstein, mais un problème théorique, d'incompatibilité, voire même d'incommensurabilité entre RR et gravitation de Newton), même si elle en a été une confirmation après coup. Il est vrai que c'est une des rares (la seule?) confirmation de la RG qu'on observait déjà avant que cette théorie soit construite.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!
     

  12. eldor

    Date d'inscription
    janvier 2011
    Messages
    24

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Oui, je vois.
    Pour la théorie de la faille, il est clair que dix secondes de réflexions suffisent à prouver qu'elle est aberrante. Cependant on peut donc y voir l'exemple qu'une observation peut prouver une théorie en étant pourtant expliquée par une autre théorie.
    Enfin, bref, c'est complexe et un peu HS.
     

  13. JPL

    Date d'inscription
    septembre 2003
    Localisation
    Banlieue bordelaise
    Messages
    53 707

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Citation Envoyé par photon57 Voir le message
    Si il y avait la précession du périhélie de Mercure je crois.
    Einstein ne l'avait pas du tout en tête quand il a élaboré cette théorie à partir de 1907. J'ai lu jadis un livre qu'Ève Curie a écrit sur sa mère. Elle se souvient qu'étant enfant elle s'étonnait d'entendre Einstein dire à sa mère qu'il aimerait bien savoir ce qui se passe dans un ascenseur en chute libre ! Mais il est exact qu'Einstein a proposé la solution de la précession du périhélie de Mercure la même année (1915) que sa publication de la RG.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
     

  14. hlbnet

    Date d'inscription
    juillet 2008
    Messages
    674

    Thumbs down Re : Définition d'une théorie scientifique

    Une "théorie mathématique" est-elle une théorie scientifique ?

    Par exemple, la théorie des graphes, la théorie des groupes, la théorie des nombres, etc.
    Ces théories n'ont pas besoin d'être validées par des expériences ni par des observations de la nature.
    Elles sont "validées" par la communauté des mathématiciens, en utilisant le raisonnement pur.

    Pourtant, il me semble que personne ne prétends qu'elles sont non scientifiques.
    On présente même les mathématiques comme la reine des sciences.

    J'en conclu qu'une théorie scientifique n'a pas besoin d'être validée par une quelconque expérience ou observation pour mériter ce nom.

    Le caractère scientifique d'une théorie ne provient donc pas d'un rapprochement avec l'observation.

    La question reste donc ouverte "Qu'est-ce qui caractérise une théorie scientifique ?".
    J'avoue que je sèche !
     

  15. erik

    Date d'inscription
    août 2004
    Messages
    3 413

    Re : Définition d'une théorie scientifique

    Le caractère scientifique d'une théorie ne provient donc pas d'un rapprochement avec l'observation.
    Si ! Toute science expérimentale doit être en accord avec l'observation.
    Les mathématiques sont à part, un cas particulier, ce n'est pas une sciences expérimentale, les maths sont "classés" dans la rubrique sciences car (quasiment) toutes les sciences utilisent les maths.
    Le statut des mathématique n'est pas le même que les autres sciences, par exemple les maths manipulent sans complexes et sans problèmes logiques des objets, des notions qui n'ont aucun rapport avec une quelconque réalité au sein de notre univers, ce qui n'est évidemment pas le cas des sciences expérimentales.
     


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