Popper et la falsifiabilité : pourquoi une théorie doit pouvoir perdre

Un homme pousse un enfant dans une rivière pour le noyer. Un autre se jette à l’eau et meurt en essayant de le sauver. Le freudien explique le premier par le refoulement et le second par la sublimation ; l’adlérien explique les deux par un même sentiment d’infériorité, qui pousse l’un à oser le crime et l’autre à oser le sauvetage. Karl Popper a inventé ces deux hommes pour une conférence donnée à Cambridge en 1953, et Adolf Grünbaum lui reprochera en 1984 de n’avoir tiré ce cas d’aucun texte clinique de Freud.

« L’expérience mille et une fois »

À l’automne 1919, selon son propre récit, Popper commence à se demander à quelles conditions une théorie mérite d’être rangée parmi les sciences. Quatre théories occupent alors les étudiants viennois qu’il fréquente : la relativité d’Einstein, la théorie marxiste de l’histoire, la psychanalyse de Freud et la psychologie individuelle d’Alfred Adler. Le jeune homme collabore aux consultations qu’Adler a ouvertes pour les enfants des quartiers ouvriers ; il apprendra aussi le métier d’ébéniste, avant un diplôme d’instituteur en 1925. Un jour de 1919, il soumet à Adler un cas qui ne lui paraît guère adlérien. Adler l’interprète sans peine, sans avoir vu l’enfant, et invoque une expérience mille fois répétée ; Popper lui fait remarquer qu’avec ce cas, elle l’est désormais mille et une fois. Aux yeux de Popper, chaque cas nouveau, lu en fonction des anciens, comptait ensuite comme une confirmation de plus, et la théorie ne courait jamais aucun risque. Il lui oppose l’éclipse photographiée la même année par l’expédition d’Eddington, première confirmation importante de la gravitation einsteinienne.

Tout cela est raconté trente-quatre ans après les faits, devant des professeurs de philosophie réunis par le British Council à Peterhouse, et imprimé en 1957 dans le volume dirigé par C. A. Mace, British Philosophy in the Mid-Century, avant d’ouvrir Conjectures and Refutations en 1963. Un compte rendu paru en 1959 dans la revue Philosophy signalait que plusieurs contributions du volume étaient des versions très augmentées des conférences données. On ignore donc quelle part du texte fut dite à Cambridge, et la scène avec Adler n’a pas d’autre témoin que son narrateur.

Falsifizierbarkeit

Le problème porte un nom technique, la démarcation, en allemand Abgrenzung, c’est-à-dire le tracé de la frontière entre la science empirique et tout ce qui n’en relève pas. La réponse courante prêtait à la science une méthode inductive, et le cercle de Vienne, autour de Moritz Schlick, exigeait d’un énoncé qu’il soit vérifiable pour avoir un sens. Popper, qui fréquente plusieurs de ses membres sans être invité à le rejoindre, écarte les deux réponses pour une raison que David Hume avait aperçue au XVIIIᵉ siècle. Une loi de la nature est un énoncé universel, qu’aucune accumulation d’observations particulières ne permet de déduire ; des milliers de cygnes blancs n’autorisent pas à conclure que tous les cygnes sont blancs, exemple qui figure dès la section 1 de Logik der Forschung. L’inférence inverse, elle, est valide. Un seul cygne noir dûment constaté rend fausse la proposition « tous les cygnes sont blancs », par le modus tollens des logiciens, qui conclut de la fausseté d’une conséquence à celle de la loi. Une théorie physique se lit dès lors comme une interdiction, la conservation de l’énergie revenant à dire qu’il n’existe pas de machine à mouvement perpétuel, et plus une théorie interdit, plus elle dit de choses sur le monde. D’où la formule de la section 6, « it must be possible for an empirical scientific system to be refuted by experience » (il doit être possible qu’un système scientifique empirique soit réfuté par l’expérience ; texte anglais de 1959, traduit par l’auteur, version française de la rédaction).

L’éclipse de 1919 montre l’opération en acte. Selon Einstein, la lumière d’une étoile est attirée par le Soleil, si bien qu’une étoile apparemment voisine du disque solaire doit sembler légèrement écartée de lui ; pendant une éclipse, on peut photographier ces étoiles, invisibles en plein jour, et comparer le cliché avec la même constellation prise de nuit. Si le déplacement avait manqué, la théorie était réfutée. Popper concède en note qu’environ la moitié de l’effet pouvait se déduire de la physique classique, moyennant une théorie balistique de la lumière ; le risque restait réel, et c’est ce risque qui donnait son prix à la confirmation.

Le mot allemand est Falsifizierbarkeit, et Popper parle en 1953 de « falsifiability, or refutability, or testability », trois mots pour une seule propriété. Falsifiabilité a l’inconvénient d’évoquer en français une fraude ; on le garde parce que l’usage savant l’a fixé, quitte à rappeler qu’il désigne seulement la possibilité d’être pris en défaut.

Freud avait écrit sa propre condition d’échec

Le critère sépare deux régions sans déclarer l’une d’elles dépourvue de sens, et Popper admet, contre le cercle de Vienne, qu’une théorie non empirique peut être éclairante. Selon lui, la théorie marxiste de l’histoire était testable dans ses premières formulations, puis réfutée sur le bouleversement historique qu’elle annonçait ; ses partisans ont alors réinterprété la théorie et les faits pour les accorder, ce qu’il appellera un « stratagème conventionnaliste ». Les deux psychologies lui semblent intestables dès l’origine, sans que cela l’empêche d’écrire qu’une part de leurs idées pourrait entrer un jour dans une psychologie testable.

Cette lecture de Freud a été contestée de front. Dans The Foundations of Psychoanalysis, paru en Californie en 1984 (University of California Press), Grünbaum rappelle qu’en 1895, répondant aux critiques de son article sur la névrose d’angoisse, Freud écrivait que sa théorie ne pourrait être réfutée que si on lui montrait des phobies chez des sujets à la vie sexuelle normale. Il cite aussi un article de 1915 consacré à un cas de paranoïa qui contredit en apparence la théorie. Pour lui, la théorie freudienne est donc falsifiable, scientifique au sens même de Popper, et mal étayée, parce que la suggestion de l’analyste contamine les observations cliniques censées la soutenir. Stephen Thornton, dans la Stanford Encyclopedia of Philosophy, fait remarquer qu’en contestant l’application du critère, Grünbaum en adopte le principe.

Et si l’on accusait le télescope ?

L’objection de fond est antérieure à Popper. En 1906, dans La Théorie physique, son objet, sa structure, Pierre Duhem consacre un chapitre au rapport entre théorie et expérience, dont le deuxième paragraphe porte un titre qui résume la thèse, « une expérience de Physique ne peut jamais condamner une hypothèse isolée ». Pour prédire ce qu’il lira sur un instrument, le physicien mobilise la loi qu’il veut éprouver, la théorie de l’instrument, les conditions initiales et les corrections admises ; si la prédiction échoue, la logique dit seulement que l’une au moins de ces propositions est fausse, et elle lui laisse le soin de chercher laquelle.

En 1970, dans Criticism and the Growth of Knowledge, volume tiré d’un colloque tenu à Londres en 1965, Imre Lakatos, ancien élève de Popper à la London School of Economics, transforme l’objection en récit. Un physicien d’avant Einstein calcule avec la mécanique de Newton la trajectoire d’une petite planète, qui s’en écarte. Il ne renonce pas à Newton. Il suppose une planète inconnue qui perturbe la première et demande qu’on la cherche ; elle échappe aux télescopes, même au plus puissant qu’on construit pour elle. Le physicien imagine alors qu’un nuage de poussière cosmique la cache, et le satellite envoyé pour détecter ce nuage revient bredouille. À aucun moment, observe Lakatos, la théorie de Newton n’est tenue pour réfutée, alors que chaque découverte aurait été saluée comme un triomphe newtonien.

Une loi physique n’interdit quelque chose qu’accompagnée d’hypothèses sur les instruments et sur les corps qu’on n’a pas encore vus, et ces hypothèses peuvent toujours être retouchées. Le lecteur peut alors retourner l’argument contre Popper. Si le newtonien qui invente une planète reste un savant, qu’est-ce qui condamne l’adlérien qui invente un sentiment d’infériorité ?

Des pilotis dans le marécage

La réponse de Popper figure déjà dans le livre de 1935.

Il y distingue la logique de la falsification, qui tient en une ligne, et sa méthodologie, qui est affaire de décision, car en pratique une mesure peut être fautive et une théorie survivre longtemps au milieu d’anomalies. Aux sections 19 et 20, il oppose aux conventionnalistes une règle de méthode, qui n’admet une hypothèse auxiliaire que si elle ne diminue pas le degré de falsifiabilité du système. Le physicien de Lakatos respecte cette règle à chaque étape, puisque la planète comme le nuage peuvent être cherchés, et c’est ce qui gêne Lakatos, car elle ne dit pas combien d’étapes on peut franchir avant de toucher à Newton.

Les énoncés qui servent à réfuter, que Popper appelle énoncés de base, du type « il y a tel objet en telle région de l’espace-temps », sont eux aussi des hypothèses qu’un autre test pourrait mettre en cause. Aux sections 29 et 30, il situe l’arrêt de la régression dans une décision de la communauté scientifique, motivée par l’expérience sans être justifiée par elle, comme le verdict d’un jury qu’une révision peut casser. La science, écrit-il, ressemble à un édifice bâti sur pilotis dans un marécage, dont on enfonce les pieux jusqu’à ce qu’ils soient assez solides pour porter la construction, au moins pour un temps.

Thornton voit dans cette réponse une forme de conventionnalisme, et Lakatos en a tiré une conséquence sévère, puisqu’une théorie « falsifiée » par décision peut encore être vraie. Il propose de juger des programmes de recherche entiers, qui progressent quand leurs prédictions nouvelles se vérifient et dégénèrent quand ils accumulent les hypothèses de secours. D’après Thornton, le dernier Popper reporte tout le poids sur la frontière entre modification scientifique et modification ad hoc, déplacement que certains critiques tiennent pour une rétractation. Le livre de 1935 contient pourtant déjà la distinction entre logique et méthodologie, ce que Thornton souligne aussi, et le débat porte sur le poids qu’il faut lui accorder.

Orgères-en-Beauce

Le même astronome a fait deux fois le même geste, à treize ans d’écart. En 1846, alors qu’Uranus s’écarte des tables et que certains doutent qu’elle obéisse à la gravitation universelle, Urbain Le Verrier écrit dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences que l’altération de cette loi serait « une dernière ressource », permise après l’examen de toutes les autres causes. Il calcule donc la position d’une planète extérieure et l’envoie le 18 septembre à Johann Gottfried Galle, de l’Observatoire de Berlin, qui trouve l’astre le soir même où il reçoit la lettre, à moins d’un degré de la longitude prédite. Lakatos a demandé à Popper, qui aimait citer l’épisode, quelle conclusion on aurait tirée d’un ciel vide.

Treize ans plus tard, Le Verrier, devenu directeur de l’Observatoire de Paris, reprend la théorie de Mercure. Les passages de la planète devant le Soleil, notés depuis 1697, imposent d’ajouter au mouvement de son périhélie, le point de l’orbite le plus proche du Soleil, un excès de 38 secondes d’arc par siècle. Fidèle à sa règle, il suppose une planète intérieure à l’orbite de Mercure. En décembre 1859, un médecin d’Orgères-en-Beauce, Edmond Lescarbault, lui écrit avoir vu au printemps un point noir traverser le disque solaire ; Le Verrier vient examiner ses instruments sans prévenir, se déclare convaincu et présente l’observation à l’Académie le 2 janvier 1860. Baptisée Vulcain, la planète ne sera jamais retrouvée.

L’excès, lui, était réel. En 1915, la relativité générale d’Einstein donne pour Mercure une avance de 43 secondes d’arc par siècle sans planète supplémentaire, et l’astronome Jacques Laskar rappelle que l’écart mesuré en 1859 en est devenu la première vérification. Pour trancher après coup, l’historien dispose de 1915 ; la question de recherche que laisse Vulcain est de savoir si une règle de méthode peut dire, au moment où l’astronome choisit entre une planète de plus et une loi de moins, lequel des deux gestes est le bon.

Pour aller plus loin

Le critère de démarcation prolonge le problème de l’induction posé par Hume. Il se lit aussi contre le critère de vérification du cercle de Vienne, et en regard de la méthodologie des programmes de recherche que Lakatos a élaborée contre Popper. On peut croiser la question de ce que l’expérience peut trancher et, côté pragmatisme, la maxime de Peirce.

On imagine volontiers qu’une théorie scientifique est une théorie que les faits ont fini par prouver. Le philosophe Karl Popper a soutenu presque l’inverse. Selon lui, une théorie appartient à la science quand on peut dire d’avance quelle observation la ruinerait. Il a exposé cette idée dans un livre publié à Vienne en 1935. Il cherchait à séparer les sciences des doctrines qui en prennent seulement l’apparence.

Le psychologue qui avait réponse à tout

Tout part d’une conversation à Vienne. En 1919, le jeune Popper travaille dans des consultations pour les enfants des quartiers ouvriers. Elles ont été ouvertes par le psychologue Alfred Adler. Un jour, Popper lui présente un cas qui lui semble mal convenir à sa théorie. Adler l’explique aussitôt, sans même avoir vu l’enfant, au nom de son immense expérience.

Popper lui répond avec ironie que cette expérience vient de grossir d’un cas. Une théorie qui trouve une confirmation partout ne court jamais aucun risque. Elle ne peut pas se tromper, et c’est justement ce qui l’inquiète.

Pour le montrer, Popper a imaginé deux hommes au bord d’une rivière. Le premier noie un enfant. Le second meurt en essayant de le sauver. Un disciple d’Adler explique ces deux gestes contraires par le même sentiment d’infériorité.

Popper a raconté sa conversation avec Adler plus de trente ans après, lors d’une conférence à Cambridge. Personne d’autre n’en a laissé de trace. Le texte imprimé a pu être enrichi après coup, et l’on ignore ce qui fut vraiment dit ce jour-là.

Un seul cygne noir

L’argument central tient en une image. On peut avoir vu des milliers de cygnes blancs sans avoir prouvé que tous les cygnes le sont. Un seul cygne noir suffit en revanche à rendre la phrase fausse. Une loi générale ne se prouve donc jamais, mais elle peut être prise en défaut.

Popper en tire un critère. Une théorie scientifique interdit des choses que l’on pourrait observer, et elle accepte d’être contredite si on les observe. Cette qualité porte un nom, la falsifiabilité.

La théorie d’Einstein lui servait de modèle. Elle annonçait que la lumière des étoiles serait déviée près du Soleil. Une éclipse permettait de photographier ces étoiles et de mesurer leur déplacement. La même année que la conversation avec Adler, la prédiction a tenu, alors qu’elle pouvait échouer.

Les théories de Freud et d’Adler ne prenaient pas ce genre de risque, selon Popper. Il ne les déclarait pas fausses pour autant. Il les plaçait hors de la science, en pensant qu’une partie de leurs idées pourrait un jour y entrer.

Toujours une planète de plus

Une objection sérieuse vient de la physique. Dès 1906, le physicien Pierre Duhem remarque qu’une expérience ne teste jamais une hypothèse seule. Elle met aussi en jeu les instruments, les mesures et tout ce que le savant suppose sans le dire. Quand la prédiction échoue, on sait qu’une erreur s’est glissée quelque part, mais on ignore où.

Imre Lakatos était un ancien élève de Popper. Il a fait de cette objection une petite fable. Un astronome voit une planète s’écarter de la route prévue par Newton. Il imagine une planète invisible qui la dérange, puis un nuage de poussière qui la cache. À chaque échec, il ajoute un obstacle et garde Newton.

Popper avait prévu la manœuvre dès son premier livre. Selon lui, une hypothèse de secours est acceptable si elle ne rend pas la théorie plus difficile à contredire. Lakatos lui reprochait de ne pas dire combien de fois on peut recommencer. Les spécialistes discutent encore de la valeur de cette réponse.

Neptune, puis Vulcain

La fable avait déjà eu lieu pour de bon, et deux fois. En 1846, la planète Uranus ne suit pas la route calculée. L’astronome Urbain Le Verrier refuse de toucher aux lois de Newton tant qu’une autre cause reste possible. Il calcule la position d’une planète inconnue, et un astronome de Berlin la trouve presque à l’endroit annoncé. C’est Neptune.

Treize ans plus tard, la même méthode échoue. L’orbite de Mercure présente un léger écart que les calculs n’expliquent pas. Le Verrier suppose encore une planète cachée, plus proche du Soleil. Un médecin de la Beauce affirme l’avoir vue passer devant le Soleil, et on la baptise Vulcain.

Vulcain n’existait pas. En 1915, la théorie d’Einstein explique l’écart de Mercure en changeant la loi de la gravitation elle-même. Le même raisonnement avait réussi une fois et échoué la fois suivante. On ignore encore si une règle pourrait dire quel geste est le bon au moment même du choix.

De Vulcain, il ne reste qu’un point noir, aperçu un jour de printemps sur le disque du Soleil par un médecin de la Beauce.

La version complète cite la phrase de 1895 où Freud fixait lui-même la condition de son échec, et suit la planète imaginaire de Lakatos jusqu’au satellite qui revient bredouille.