Découverte Scientifique

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Découverte scientifique

Publié pour la première fois le 6 mars 2014; révision de fond mar.5 juin 2018

La découverte scientifique est le processus ou le produit d'une enquête scientifique réussie. Les objets de découverte peuvent être des choses, des événements, des processus, des causes et des propriétés ainsi que des théories et des hypothèses et leurs caractéristiques (leur pouvoir explicatif, par exemple). La plupart des discussions philosophiques sur les découvertes scientifiques se concentrent sur la génération de nouvelles hypothèses qui correspondent ou expliquent des ensembles de données donnés ou permettent de dériver des conséquences testables. Les discussions philosophiques sur la découverte scientifique ont été complexes et complexes parce que le terme «découverte» a été utilisé de nombreuses manières différentes, à la fois pour désigner le résultat et la procédure d'enquête. Au sens le plus étroit, le terme «découverte» fait référence au prétendu «moment eureka» d'avoir une nouvelle vision. Au sens large, «découverte» est synonyme de «réussite scientifique» tout court. Certaines disputes philosophiques sur la nature de la découverte scientifique reflètent ces variations terminologiques.

Des questions philosophiques liées à la découverte scientifique se posent sur la nature de la créativité humaine, en particulier sur la question de savoir si le «moment eureka» peut être analysé et s'il existe des règles (algorithmes, directives ou heuristiques) selon lesquelles une telle vision novatrice peut être apportée.. Des problèmes philosophiques se posent également à propos de l'heuristique rationnelle, des caractéristiques d'hypothèses dignes d'articulation et de test, et, au niveau méta, de la nature et de la portée de la réflexion philosophique elle-même. Cet essai décrit l'émergence et le développement du problème philosophique de la découverte scientifique, examine différentes approches philosophiques pour comprendre la découverte scientifique et présente les problèmes méta-philosophiques entourant les débats.

  • 1. Introduction
  • 2. L'enquête scientifique comme découverte
  • 3. Éléments de découverte
  • 4. Logiques de découverte
  • 5. La distinction entre le contexte de la découverte et le contexte de la justification
  • 6. Logiques de découverte après la distinction de contexte

    • 6.1 Découverte comme enlèvement
    • 6.2 Programmation heuristique
  • 7. Anomalies et structure de la découverte
  • 8. Méthodologies de découverte

    • 8.1 Découvrabilité
    • 8.2 Évaluation préliminaire
  • 9. Créativité, analogie et modèles mentaux

    • 9.1 Conditions psychologiques et sociales de la créativité
    • 9.2 Analogie
    • 9.3 Modèles mentaux
  • Bibliographie
  • Outils académiques
  • Autres ressources Internet
  • Entrées connexes

1. Introduction

La réflexion philosophique sur la découverte scientifique s'est déroulée en différentes phases. Avant les années 1930, les philosophes s'intéressaient surtout aux découvertes au sens le plus large du terme, c'est-à-dire à l'analyse d'une enquête scientifique réussie dans son ensemble. Les discussions philosophiques se sont concentrées sur la question de savoir s'il existait des modèles discernables dans la production de nouvelles connaissances. Le concept de découverte n'ayant pas de sens précis et étant utilisé dans un sens très large, presque tous les traités des dix-septième et dix-huitième siècles sur la méthode scientifique pourraient potentiellement être considérés comme des contributions précoces aux réflexions sur la découverte scientifique. Au cours du 19 èmesiècle, alors que la philosophie de la science et la science devenaient deux entreprises distinctes, le terme «découverte» devint un terme technique dans les discussions philosophiques. Différents éléments de recherche scientifique ont été précisés. Plus important encore, la génération de nouvelles connaissances a été clairement et explicitement distinguée de sa validation, et ainsi les conditions de la notion plus étroite de découverte en tant qu'acte ou processus de conception de nouvelles idées ont émergé.

La phase suivante de la discussion sur la découverte scientifique a commencé avec l'introduction de la soi-disant «distinction de contexte», la distinction entre le «contexte de découverte» et le «contexte de justification». Il a en outre été avancé que concevoir une nouvelle idée est un processus non rationnel, un saut de perspicacité qui ne peut pas être capturé dans des instructions spécifiques. La justification, en revanche, est un processus systématique d'application de critères d'évaluation aux revendications de connaissances. Les partisans de la distinction de contexte ont soutenu que la philosophie de la science se préoccupe exclusivement du contexte de la justification. L'hypothèse qui sous-tend cet argument est que la philosophie est un projet normatif; il détermine les normes de la pratique scientifique. Compte tenu de ces hypothèses, seule la justification des idées, et non leur génération, peut faire l'objet d'une analyse philosophique (normative). La découverte, en revanche, ne peut être qu'un sujet d'étude empirique. Par définition, l'étude de la découverte sort du cadre de la philosophie de la science proprement dite.

L'introduction de la distinction de contexte et de la distinction disciplinaire qui y était liée a engendré des disputes métafilosophiques. Pendant longtemps, les débats philosophiques sur la découverte ont été façonnés par l'idée que les analyses philosophiques et empiriques s'excluent mutuellement. Un certain nombre de philosophes ont insisté, comme leurs prédécesseurs avant les années 1930, pour que les tâches du philosophe comprennent l'analyse des pratiques scientifiques réelles et que les ressources scientifiques soient utilisées pour résoudre les problèmes philosophiques. Ils ont également soutenu que l'élaboration d'une théorie de l'heuristique ou de la résolution de problèmes est une tâche légitime de la philosophie des sciences. Mais cette position était l'opinion minoritaire pendant une grande partie de 20 ephilosophie du siècle de la science. Les philosophes de la découverte ont donc été contraints de démontrer que la découverte scientifique était en fait une partie légitime de la philosophie des sciences. Les réflexions philosophiques sur la nature de la découverte scientifique devaient être soutenues par des arguments méta-philosophiques sur la nature et la portée de la philosophie des sciences.

Aujourd'hui, cependant, il est largement admis que la philosophie et la recherche empirique ne s'excluent pas mutuellement. Non seulement les études empiriques des découvertes scientifiques réelles informent la pensée philosophique sur la structure et les mécanismes cognitifs de la découverte, mais les recherches en psychologie, en sciences cognitives, en intelligence artificielle et dans des domaines connexes sont devenues partie intégrante des analyses philosophiques des processus et des conditions de la génération. de nouvelles connaissances.

2. L'enquête scientifique comme découverte

Avant le 19 e siècle, le terme «découverte» désignait généralement le produit d'une enquête réussie. Le terme «découverte» a été utilisé au sens large pour désigner une nouvelle découverte, telle qu'une nouvelle cure, une amélioration d'un instrument ou une nouvelle méthode de mesure de la longitude. Plusieurs philosophes naturels et expérimentaux, notamment Bacon, Descartes et Newton, ont exposé des comptes rendus de méthodes scientifiques pour arriver à de nouvelles connaissances. Ces récits n'étaient pas explicitement qualifiés de «méthodes de découverte», mais les récits généraux des méthodes scientifiques sont néanmoins pertinents pour les débats philosophiques actuels sur la découverte scientifique. Ils sont pertinents parce que les philosophes des sciences ont fréquemment présenté 17 ethéories du siècle de la méthode scientifique comme classe de contraste avec les philosophies actuelles de la découverte. La particularité des récits des 17 e et 18 e siècles de la méthode scientifique est que les méthodes sont considérées comme ayant une force probante (Nickles 1985). Cela signifie que ces récits de méthode scientifique fonctionnent comme des guides pour l'acquisition de nouvelles connaissances et en même temps comme des validations des connaissances ainsi obtenues (Laudan 1980; Schaffner 1993: chapitre 2).

Le récit de Bacon de la «nouvelle méthode» telle qu'elle est présentée dans le Novum Organum en est un exemple frappant. Les travaux de Bacon ont montré comment parvenir au mieux à la connaissance des «natures de forme» (les propriétés les plus générales de la matière) via une enquête systématique sur les natures phénoménales. Bacon a décrit comment rassembler et organiser d'abord les phénomènes naturels et les faits expérimentaux dans des tableaux, comment évaluer ces listes et comment affiner les résultats initiaux à l'aide de nouvelles expériences. À travers ces étapes, l'enquêteur arriverait à des conclusions sur la «nature de la forme» qui produit des natures phénoménales particulières. Le fait est que pour Bacon, les procédures de construction et d'évaluation des tableaux et de conduite des expériences selon le Novum Organum permettent de sécuriser les connaissances. Les procédures ont donc «force probante».

De même, l'objectif de Newton dans la Philosophiae Naturalis Principia Mathematica était de présenter une méthode pour la déduction de propositions à partir de phénomènes de telle sorte que ces propositions deviennent «plus sûres» que les propositions qui sont sécurisées en en déduisant des conséquences testables (Smith 2002). Newton n'a pas supposé que cette procédure conduirait à une certitude absolue. On ne pouvait obtenir une certitude morale que pour les propositions ainsi obtenues. Le point pour les philosophes actuels de la science est que ces approches sont des théories génératives de la méthode scientifique. Les théories génératives de la méthode scientifique supposent que les propositions ne peuvent être établies et garanties qu'en montrant qu'elles découlent de phénomènes observés et produits expérimentalement. En revanche,les théories non génératives de la méthode scientifique - comme celle proposée par Huygens - supposaient que les propositions devaient être établies en comparant leurs conséquences avec les phénomènes observés et produits expérimentalement. Dans 20Philosophie de la science au e siècle, cette approche est souvent qualifiée de «conséquentialiste» (Laudan 1980; Nickles 1985).

Les philosophes récents de la science ont utilisé des croquis historiques comme ceux-ci pour reconstruire la préhistoire des débats philosophiques actuels sur la découverte scientifique. L'argument est que la découverte scientifique est devenue un problème pour la philosophie des sciences au 19 e siècle, lorsque les théories conséquentialistes de la méthode scientifique se sont répandues. Lorsque les théories conséquentialistes prenaient de l'ampleur, les deux processus de conception et de validation d'une idée ou d'une hypothèse se distinguaient, et l'idée selon laquelle le mérite d'une nouvelle idée ne dépendait pas de la manière dont elle avait été élaborée est devenue largement acceptée.

3. Éléments de découverte

Au cours du 19 èmesiècle, l'acte d'avoir un aperçu - le prétendu «moment eureka» - était séparé des processus d'articulation, de développement et de test du nouvel aperçu. La discussion philosophique s'est concentrée sur la question de savoir si et dans quelle mesure des règles pourraient être élaborées pour guider chacun de ces processus. Le travail de William Whewell, en particulier les deux volumes de Philosophie des sciences inductives de 1840, est une contribution importante aux débats philosophiques sur la découverte scientifique précisément parce qu'il a clairement séparé le moment créatif ou «pensée heureuse» comme il l'appelait des autres éléments de la science enquête. Pour Whewell, la découverte comprenait les trois éléments: la pensée heureuse, l'articulation et le développement de cette pensée, ainsi que son test ou sa vérification. Dans la plupart des traitements de découverte ultérieurs, cependant,la portée du terme «découverte» se limite soit au premier de ces éléments, la «pensée heureuse», soit aux deux premiers de ces éléments, la pensée heureuse et son articulation. En fait, une grande partie des controverses du 20Le siècle sur la possibilité d'une philosophie de la découverte peut être compris dans le contexte du désaccord sur le point de savoir si le processus de découverte inclut ou non l'articulation et le développement d'une pensée nouvelle.

La section précédente montre que des chercheurs comme Bacon et Newton avaient pour objectif de développer des méthodologies d'enquête scientifique. Ils ont proposé de «nouvelles méthodes» ou des «règles de raisonnement» qui guident la génération de certaines propositions à partir de phénomènes observés et expérimentaux. Whewell, en revanche, était explicitement concerné par le développement d'une philosophie de la découverte. Son récit était en partie une description de la composition psychologique du découvreur. Par exemple, il a soutenu que seuls les génies pouvaient avoir ces pensées heureuses qui sont essentielles à la découverte. En partie, son récit était un compte rendu des méthodes par lesquelles les pensées heureuses sont intégrées dans le système de la connaissance. Selon Whewell, l'étape initiale de chaque découverte est ce qu'il a appelé «une pensée heureuse, dont nous ne pouvons pas retracer l'origine; quelques chanceux intellectuels, s'élevant au-dessus de toutes les règles. Aucune maxime ne peut être donnée qui conduise inévitablement à la découverte »(Whewell 1996 [1840]: 186). Un «art de la découverte» dans le sens d'une compétence enseignable et apprenable n'existe pas selon Whewell. La pensée heureuse s'appuie sur les faits connus, mais selon Whewell, il est impossible de prescrire une méthode pour avoir des pensées heureuses.

En ce sens, les pensées heureuses sont accidentelles. Mais dans un sens important, les découvertes scientifiques ne sont pas accidentelles. La pensée heureuse n'est pas une supposition sauvage. Seule la personne dont l'esprit est prêt à voir les choses les remarquera réellement. La «condition antérieure de l'intellect, et non le fait unique, est vraiment la cause principale et particulière du succès. Le fait n'est que l'occasion par laquelle le moteur de la découverte est mis en jeu tôt ou tard. Ce n'est, comme je l'ai dit ailleurs, que l'étincelle qui décharge un canon déjà chargé et pointé; et il n'y a pas de raison de parler d'un tel accident comme étant la cause pour laquelle la balle touche sa marque. (Whewell 1996 [1840]: 189).

Cependant, avoir une pensée heureuse n'est pas encore une découverte. Le deuxième élément d'une découverte scientifique consiste à relier - «colliguer», comme l'appelait Whewell - un ensemble de faits en les ramenant sous une conception générale. Non seulement la colligation produit quelque chose de nouveau, mais elle montre également les faits précédemment connus sous un jour nouveau. Plus précisément, la colligation fonctionne des deux côtés, des faits aussi bien que des idées qui lient les faits entre eux. La collecte est un processus étendu. Cela implique, d'une part, la spécification des faits par l'observation systématique, les mesures et l'expérience, et d'autre part, la clarification des idées par l'exposition des définitions et des axiomes qui sont implicitement implicites dans ces idées. Ce processus est itératif. Les scientifiques vont et viennent entre relier les faits,clarifier l'idée, rendre les faits plus exacts, et ainsi de suite.

La dernière partie de la découverte est la vérification de la colligation impliquant la pensée heureuse. Cela signifie d'abord et avant tout que le résultat de la colligation doit être suffisant pour expliquer les données disponibles. La vérification implique également de juger du pouvoir prédictif, de la simplicité et de la «consilience» du résultat de la colligation. «Consilience» se réfère à une gamme plus large de généralité (applicabilité plus large) de la théorie (la pensée heureuse articulée et clarifiée) que la colligation réelle a produit. Le récit de la découverte de Whewell n'est pas un système déductiviste. Il est essentiel que le résultat de la colligation puisse être déduit des données avant tout test (Snyder 1997).

La théorie de la découverte de Whewell est significative pour le débat philosophique sur la découverte scientifique car elle sépare clairement trois éléments: la pensée heureuse non analysable ou moment eureka; le processus de colligation qui comprend la clarification et l'explication des faits et des idées; et la vérification du résultat de la colligation. Sa position selon laquelle la philosophie de la découverte ne peut pas prescrire comment penser des pensées heureuses a été un élément clé du 20 eréflexion philosophique du siècle sur la découverte. Notamment, cependant, la conception de la découverte de Whewell comprend non seulement les pensées heureuses mais aussi les processus par lesquels les pensées heureuses doivent être intégrées dans le système donné de connaissance. Les procédures d'articulation et de test sont toutes deux analysables selon Whewell, et sa conception de la colligation et de la vérification sert de lignes directrices sur la manière dont le découvreur doit procéder. Une colligation, si elle est correctement effectuée, a en tant que telle force de justification. De même, le processus de vérification fait partie intégrante de la découverte et il a également une force de justification. La conception de la vérification de Whewell comprend donc des éléments de méthodes d'enquête génératives et conséquentes. Pour vérifier une hypothèse, l'enquêteur doit montrer qu'il rend compte des faits connus, qu'il prédit de nouveaux,des phénomènes auparavant inobservés, et qu'il peut expliquer et prédire des phénomènes qui sont expliqués et prédits par une hypothèse obtenue grâce à une heureuse pensée-colligation indépendante (Ducasse 1951).

La conceptualisation de la découverte scientifique par Whewell offre un cadre utile pour cartographier les débats philosophiques sur la découverte et pour identifier les principaux sujets de préoccupation dans les débats philosophiques récents. D'abord et avant tout, presque tous les philosophes récents opèrent avec une notion de découverte plus étroite que celle de Whewell. Dans la conception plus étroite, ce que Whewell a appelé «vérification» ne fait pas partie de la découverte proprement dite. En second lieu, jusqu'à la fin du 20 esiècle, il y avait un large consensus sur le fait que le moment eureka, interprété de façon restrictive, est un saut de perspicacité inanalysable, voire mystérieux. Les principaux désaccords concernaient la question de savoir si le processus d'élaboration d'une hypothèse (la «colligation» selon les termes de Whewell) fait ou non partie de la découverte proprement dite - et si c'est le cas, si et comment ce processus est guidé par des règles. Les philosophes étaient également en désaccord sur la question de savoir si l'explication de ces règles est une tâche philosophique. Au cours des dernières décennies, l'attention philosophique s'est déplacée vers le moment eureka. S'appuyant sur les ressources des sciences cognitives, des neurosciences, de la recherche computationnelle et de la psychologie environnementale et sociale, les philosophes ont cherché à démystifier les processus cognitifs impliqués dans la génération de nouvelles idées.

4. Logiques de découverte

Au début du 20 esiècle, l'opinion selon laquelle la découverte est ou du moins implique de manière cruciale un acte créatif non analysable d'un génie doué était largement répandue mais pas unanimement acceptée. Des conceptions alternatives de la découverte soulignent que la découverte est un processus étendu, c'est-à-dire que le processus de découverte comprend les processus de raisonnement par lesquels une nouvelle vision est articulée et développée davantage. De plus, on a supposé qu'il y avait un aspect formel systématique à ce raisonnement. Si le raisonnement en jeu ne se déroule pas selon les principes de la logique démonstrative, il est suffisamment systématique pour mériter l'appellation «logique». Les partisans de ce point de vue ont fait valoir que la logique traditionnelle (ici: aristotélicienne) est un modèle inadéquat de découverte scientifique car elle déforme le processus de génération de connaissances aussi grossièrement que la notion de «pensée heureuse». Dans cette approche, le terme «logique» est utilisé au sens large. C'est la tâche de la logique de la découverte de dégager et de donner une représentation schématique des stratégies de raisonnement qui ont été appliquées dans les épisodes d'enquête scientifique réussie. Début 20Les logiques de découverte du e siècle peuvent être mieux décrites comme des théories des opérations mentales impliquées dans la production de connaissances. Parmi ces opérations mentales se trouvent la classification, la détermination de ce qui est pertinent pour une enquête et les conditions de communication du sens. On fait valoir que ces caractéristiques de la découverte scientifique ne sont pas ou seulement insuffisamment représentées par la logique traditionnelle (Schiller 1917: 236–7).

Les philosophes qui préconisent cette approche conviennent que la logique de la découverte devrait être caractérisée comme un ensemble de principes heuristiques plutôt que comme un processus d'application de la logique inductive ou déductive à un ensemble de propositions. Ces principes heuristiques ne sont pas compris pour montrer le chemin vers la sécurisation des connaissances. Les principes heuristiques sont plus suggestifs que démonstratifs (Carmichael 1922, 1930). Une caractéristique récurrente dans ces récits des stratégies de raisonnement menant à de nouvelles idées est le raisonnement analogique (Schiller 1917; Benjamin 1934). Dans le 20 èmesiècle, il est largement reconnu que le raisonnement analogique est une forme productive de raisonnement qui ne peut être réduite à des inférences inductives ou déductives (voir également la section 9.2.). Cependant, ces approches de la logique de la découverte sont restées dispersées et provisoires à cette époque, et les tentatives de développer plus systématiquement les processus heuristiques guidant la découverte ont été éclipsées par l'avancée de la distinction entre les contextes de découverte et de justification.

5. La distinction entre le contexte de la découverte et le contexte de la justification

La distinction entre «contexte de découverte» et «contexte de justification» a dominé et façonné les discussions sur la découverte dans la philosophie des sciences du 20 e siècle. La distinction de contexte marque la distinction entre la génération d'une nouvelle idée ou hypothèse et la défense (test, vérification) de celle-ci. Comme l'ont montré les sections précédentes, la distinction entre les différentes caractéristiques de la recherche scientifique a une histoire plus longue, mais en philosophie des sciences, elle est devenue puissante dans la première moitié du 20 esiècle. Au cours des discussions qui ont suivi sur la découverte scientifique, la distinction entre les différentes caractéristiques de la recherche scientifique s'est transformée en un puissant critère de démarcation. La frontière entre le contexte de la découverte (les processus de pensée de facto) et le contexte de justification (la défense de jure de l'exactitude de ces pensées) était maintenant comprise pour déterminer la portée de la philosophie de la science. L'hypothèse sous-jacente est que la philosophie de la science est une entreprise normative. Les partisans de la distinction de contexte soutiennent que la génération d'une nouvelle idée est un processus intuitif et non rationnel; il ne peut pas faire l'objet d'une analyse normative. Par conséquent, l'étude de la pensée réelle des scientifiques ne peut être le sujet que de la psychologie, de la sociologie et d'autres sciences empiriques. Philosophie de la science, en revanche,concerne exclusivement le contexte de la justification.

Les termes «contexte de découverte» et «contexte de justification» sont souvent associés au travail de Hans Reichenbach. La conception originale de Reichenbach de la distinction de contexte est cependant assez complexe (Howard 2006; Richardson 2006). Elle ne correspond pas facilement à la distinction disciplinaire mentionnée ci-dessus, car pour Reichenbach, la philosophie de la science proprement dite est en partie descriptive. Reichenbach soutient que la philosophie de la science comprend une description de la connaissance telle qu'elle est réellement. La philosophie descriptive de la science reconstruit les processus de pensée des scientifiques de telle manière qu'une analyse logique puisse être effectuée sur eux, et prépare ainsi le terrain pour l'évaluation de ces pensées (Reichenbach 1938: § 1). La découverte, en revanche, fait l'objet d'une étude empirico-psychologique et sociologique. Selon Reichenbach,l'étude empirique des découvertes montre que les processus de découverte correspondent souvent au principe de l'induction, mais il s'agit simplement d'un fait psychologique (Reichenbach 1938: 403).

Bien que les termes «contexte de découverte» et «contexte de justification» soient largement utilisés, il y a eu de nombreuses discussions sur la façon dont la distinction devrait être établie et quelle est leur signification philosophique (cf. Kordig 1978; Gutting 1980; Zahar 1983; Leplin 1987; Hoyningen-Huene 1987; Weber 2005: chapitre 3; Schickore et Steinle 2006). Le plus souvent, la distinction est interprétée comme une distinction entre le processus de conception d'une théorie et la validation de cette théorie, c'est-à-dire la détermination du support épistémique de la théorie. Cette version de la distinction n'est pas nécessairement interprétée comme une distinction temporelle. En d'autres termes, on ne suppose généralement pas qu'une théorie est d'abord complètement développée puis validée. La conception et la validation sont plutôt deux approches épistémiques différentes de la théorie: l'effort d'articuler, d'étoffer,et développer son potentiel et l'effort d'évaluer sa valeur épistémique. Dans le cadre de la distinction de contexte, il existe deux manières principales de conceptualiser le processus de conception d'une théorie. La première option est de caractériser la génération de nouvelles connaissances comme un acte irrationnel, une mystérieuse intuition créatrice, un «moment eureka». La deuxième option est de conceptualiser la génération de nouvelles connaissances comme un processus étendu qui comprend un acte créatif ainsi qu'un certain processus d'articulation et de développement de l'idée créative.un «moment eureka». La deuxième option est de conceptualiser la génération de nouvelles connaissances comme un processus étendu qui comprend un acte créatif ainsi qu'un certain processus d'articulation et de développement de l'idée créative.un «moment eureka». La deuxième option est de conceptualiser la génération de nouvelles connaissances comme un processus étendu qui comprend un acte créatif ainsi qu'un certain processus d'articulation et de développement de l'idée créative.

Ces deux récits sur la génération de connaissances ont servi de point de départ à des arguments contre la possibilité d'une philosophie de la découverte. Conformément à la première option, les philosophes ont soutenu qu'il n'est pas non plus possible de prescrire une méthode logique qui produit de nouvelles idées ni de reconstruire logiquement le processus de découverte. Seul le processus de test se prête à une investigation logique. Cette objection aux philosophies de la découverte a été appelée «objection de la machine à découvrir» (Curd 1980: 207). Il est généralement associé à la logique de la découverte scientifique de Karl Popper.

L'état initial, l'acte de concevoir ou d'inventer une théorie, ne me paraît pas non plus appeler une analyse logique pour ne pas en être susceptible. La question de savoir comment il arrive qu'une nouvelle idée survienne à un homme - qu'il s'agisse d'un thème musical, d'un conflit dramatique ou d'une théorie scientifique - peut être d'un grand intérêt pour la psychologie empirique; mais cela n'a aucun rapport avec l'analyse logique de la connaissance scientifique. Ce dernier ne concerne pas les questions de fait (la quid facti de Kant?), Mais uniquement les questions de justification ou de validité (la quid juris de Kant?). Ses questions sont du genre suivant. Une déclaration peut-elle être justifiée? Et si oui, comment? Est-ce testable? Cela dépend-il logiquement de certaines autres déclarations? Ou est-ce que cela les contredit peut-être? […] Je ferai donc une distinction nette entre le processus de conception d’une idée nouvelle,et les méthodes et les résultats de son examen logique. Quant à la tâche de la logique de la connaissance, par opposition à la psychologie de la connaissance, je partirai de l'hypothèse qu'elle consiste uniquement à rechercher les méthodes employées dans ces tests systématiques auxquels toute idée nouvelle doit être soumise pour être sérieusement diverti. (Popper 2002 [1934/1959]: 7–8)

En ce qui concerne la deuxième manière de conceptualiser la génération de connaissances, de nombreux philosophes soutiennent de la même manière que, parce que le processus de découverte implique un processus irrationnel et intuitif, qui ne peut être examiné logiquement, une logique de découverte ne peut pas être interprétée. D'autres philosophes se retournent contre la philosophie de la découverte, même s'ils reconnaissent explicitement que la découverte est un processus prolongé et raisonné. Ils présentent un argument d'objection méta-philosophique, arguant qu'une théorie de l'articulation et du développement des idées n'est pas une théorie philosophique mais psychologique.

L'impact de la distinction de contexte sur les études de découverte scientifique et sur la philosophie des sciences en général ne peut guère être surestimé. Le point de vue que le processus de découverte (mais interprétée) est hors du champ de la philosophie de la science appropriée a été largement partagée entre les philosophes des sciences pour la plupart des 20 esiècle et est toujours détenu par beaucoup. La dernière section montre qu'il y a eu quelques tentatives pour développer des logiques de découverte dans les années 1920 et 1930. Mais pendant plusieurs décennies, la distinction de contexte a dicté ce que devait être la philosophie de la science et comment elle devait procéder. L'opinion dominante était que les théories des opérations mentales ou heuristiques n'avaient pas de place en philosophie des sciences. Par conséquent, la découverte n'était pas un sujet légitime pour la philosophie des sciences. La notion large de découverte est principalement déployée dans les récits sociologiques de la pratique scientifique. Dans cette perspective, la «découverte» est comprise comme une étiquette rétrospective, qui est attribuée comme un signe d'accomplissement à certaines entreprises scientifiques. Les théories sociologiques reconnaissent que la découverte est une réalisation collective et le résultat d'un processus de négociation à travers lequel des «histoires de découverte» sont construites et certaines revendications de connaissances se voient accorder le statut de découverte (Brannigan 1981; Schaffer 1986, 1994). Jusqu'au dernier tiers des 20e siècle, il y a eu peu de tentatives de contester la distinction disciplinaire liée à la distinction de contexte. Ce n'est que dans les années 1970 que l'intérêt pour les approches philosophiques de la découverte a commencé à augmenter. Mais la distinction de contexte demeure un défi pour les philosophies de la découverte.

Il existe trois grandes lignes de réponse à la distinction disciplinaire liée à la distinction de contexte. Chacune de ces lignes de réponse ouvre une perspective philosophique sur la découverte. Chacun part de l'hypothèse que la philosophie des sciences peut légitimement inclure une certaine forme d'analyse des modèles de raisonnement réels ainsi que des informations provenant de sciences empiriques telles que les sciences cognitives, la psychologie et la sociologie. Toutes ces réponses rejettent l'idée que la découverte n'est rien d'autre qu'un événement mystique. La découverte est conçue comme un processus de raisonnement analysable, et pas seulement comme un saut créatif par lequel des idées nouvelles se forment pleinement. Toutes ces réponses conviennent que les procédures et méthodes pour arriver à de nouvelles hypothèses et idées ne garantissent pas que l'hypothèse ou l'idée ainsi formée est nécessairement la meilleure ou la bonne. Néanmoins, c'est la tâche de la philosophie des sciences de fournir des règles pour améliorer ce processus. Toutes ces réponses peuvent être décrites comme des théories de résolution de problèmes, dont le but ultime est de rendre plus efficace la génération de nouvelles idées et théories.

Mais les différentes approches de la découverte scientifique emploient des terminologies différentes. En particulier, le terme «logique» de la découverte est parfois utilisé dans un sens étroit et parfois largement compris. Au sens étroit, la «logique» de la découverte est comprise comme se référant à un ensemble de règles formelles généralement applicables par lesquelles des idées nouvelles peuvent être dérivées mécaniquement de données existantes. Au sens large, la «logique» de la découverte fait référence à la représentation schématique des procédures de raisonnement. «Logique» est juste un autre terme pour «rationnel». De plus, alors que chacune de ces réponses combine des analyses philosophiques de la découverte scientifique avec des recherches empiriques sur la cognition humaine réelle, différents ensembles de ressources sont mobilisés, allant de la recherche sur l'IA et des sciences cognitives aux études historiques des procédures de résolution de problèmes. Aussi,les réponses analysent différemment le processus d'enquête scientifique. Souvent, la recherche scientifique est considérée comme ayant deux aspects, à savoir. génération et validation de nouvelles idées. Parfois, cependant, la recherche scientifique est considérée comme ayant trois aspects, à savoir la génération, la poursuite ou l'articulation et la validation des connaissances. Dans ce dernier cadre, le terme «découverte» est parfois utilisé pour désigner uniquement la génération et parfois pour désigner à la fois la génération et la poursuite.le terme «découverte» est parfois utilisé pour désigner uniquement la génération et parfois pour désigner à la fois la génération et la poursuite.le terme «découverte» est parfois utilisé pour désigner uniquement la génération et parfois pour désigner à la fois la génération et la poursuite.

La première réponse au défi de la distinction de contexte s'appuie sur une compréhension large du terme «logique» pour affirmer que nous ne pouvons qu'admettre une logique générale, indépendante du domaine si nous ne voulons pas supposer que le succès de la science est un miracle (Jantzen 2016) et qu'une logique de découverte scientifique peut être développée (section 6). La deuxième réponse, qui s'appuie sur une compréhension étroite du terme «logique», est d'admettre qu'il n'y a pas de logique de découverte, c'est-à-dire pas d'algorithme pour générer de nouvelles connaissances. Les philosophes qui adoptent cette approche soutiennent que le processus de découverte suit un modèle identifiable et analysable (section 7). D'autres soutiennent que la découverte est régie par une méthodologie. La méthodologie de la découverte est un sujet légitime d'analyse philosophique (section 8). Toutes ces réponses supposent qu'il y a plus à découvrir qu'un moment eureka. La découverte comprend des processus d'articulation et de développement de la pensée créatrice. Ce sont les processus qui peuvent être examinés avec les outils de l'analyse philosophique. La troisième réponse au défi de la distinction de contexte suppose également que la découverte est ou du moins implique un acte créateur. Mais contrairement aux deux premières réponses, il s'agit de l'acte créateur lui-même. Les philosophes qui adoptent cette approche soutiennent que la créativité scientifique se prête à l'analyse philosophique (section 9). La troisième réponse au défi de la distinction de contexte suppose également que la découverte est ou du moins implique un acte créateur. Mais contrairement aux deux premières réponses, il s'agit de l'acte créateur lui-même. Les philosophes qui adoptent cette approche soutiennent que la créativité scientifique se prête à l'analyse philosophique (section 9). La troisième réponse au défi de la distinction de contexte suppose également que la découverte est ou du moins implique un acte créateur. Mais contrairement aux deux premières réponses, il s'agit de l'acte créateur lui-même. Les philosophes qui adoptent cette approche soutiennent que la créativité scientifique se prête à l'analyse philosophique (section 9).

6. Logiques de découverte après la distinction de contexte

La première réponse au défi de la distinction de contexte est de faire valoir que la découverte est un sujet pour la philosophie des sciences parce que c'est après tout un processus logique. Les partisans de cette approche de la logique de la découverte acceptent généralement la distinction globale entre les deux processus de conception et de test d'une hypothèse. Ils conviennent également qu'il est impossible de créer un manuel qui fournisse une procédure formelle et mécanique à travers laquelle des concepts ou des hypothèses innovants peuvent être dérivés: il n'y a pas de machine de découverte. Mais ils rejettent l'idée que le processus de conception d'une théorie est un acte créateur, une supposition mystérieuse, une intuition, un processus plus ou moins instantané et aléatoire. Au lieu de cela, ils insistent sur le fait que concevoir et tester des hypothèses sont des processus de raisonnement et d'inférence systématique,que ces deux processus peuvent être représentés schématiquement et qu'il est possible de distinguer les meilleurs et les pires chemins vers de nouvelles connaissances.

Cette ligne d'argumentation a beaucoup de points communs avec les logiques de découverte décrites dans la section 4 ci-dessus, mais elle est maintenant explicitement opposée à la distinction disciplinaire liée à la distinction de contexte. Il existe deux manières principales de développer cet argument. Le premier est de concevoir la découverte en termes de raisonnement abductif (section 6.1). Le second est de concevoir la découverte en termes d'algorithmes de résolution de problèmes, les règles heuristiques facilitant le traitement des données disponibles et améliorant le succès de la recherche de solutions aux problèmes (section 6.2). Les deux lignes d'argumentation reposent sur une conception large de la logique, selon laquelle la «logique» de la découverte équivaut à une description schématique des processus de raisonnement impliqués dans la génération de connaissances.

6.1 Découverte comme enlèvement

Un argument, mis en évidence par Norwood R. Hanson, est que l'acte de découverte - ici, l'acte de suggérer une nouvelle hypothèse - suit un modèle logique distinctif, qui est différent à la fois de la logique inductive et de la logique du raisonnement hypothético-déductif. La logique particulière de la découverte est la logique des inférences abductives ou «rétroductives» (Hanson 1958). L'argument selon lequel c'est par un acte d'inférences abductives que des hypothèses scientifiques plausibles et prometteuses sont élaborées remonte à CS Peirce. Cette version de la logique de la découverte caractérise les processus de raisonnement qui ont lieu avant qu'une nouvelle hypothèse ne soit finalement justifiée. Le mode de raisonnement abductif qui conduit à des hypothèses plausibles est conceptualisé comme une inférence commençant par des données ou, plus précisément, par des phénomènes surprenants ou anormaux.

Dans cette optique, la découverte est avant tout un processus d'explication d'anomalies ou de phénomènes surprenants et étonnants. Le raisonnement des scientifiques passe par abduction d'une anomalie à une hypothèse explicative à la lumière de laquelle les phénomènes ne seraient plus surprenants ou anormaux. Le résultat de ce processus de raisonnement n'est pas une seule hypothèse spécifique, mais la délimitation d'un type d'hypothèses qui mérite plus d'attention (Hanson 1965: 64). Selon Hanson, l'argument abductif a la forme schématique suivante (Hanson 1960: 104):

  1. Certains phénomènes surprenants, étonnants p 1, p 2, p 3 … sont rencontrés.
  2. Mais p 1, p 2, p 3 … ne serait pas surprenant si une hypothèse de type H était obtenue. Ils suivraient naturellement de quelque chose comme H et seraient expliqués par lui.
  3. Il y a donc de bonnes raisons d'élaborer une hypothèse de type H-pour la proposer comme hypothèse possible à partir de laquelle l'hypothèse p 1, p 2, p 3 … pourrait être expliquée.

S'appuyant sur les archives historiques, Hanson soutient que plusieurs découvertes importantes ont été faites en s'appuyant sur le raisonnement abductif, comme la découverte par Kepler de l'orbite elliptique de Mars (Hanson 1958). Il est maintenant largement admis, cependant, que la reconstruction de l'épisode par Hanson n'est pas un compte rendu historiquement adéquat de la découverte de Kepler (Lugg 1985). Plus important encore, s'il est généralement admis que les inférences abductives sont fréquentes dans le raisonnement quotidien et scientifique, ces inférences ne sont plus considérées comme des inférences logiques. Même si l'on accepte la représentation schématique de Hanson du processus d'identification des hypothèses plausibles, ce processus n'est un processus «logique» qu'au sens le plus large où le terme «logique» est compris comme synonyme de «rationnel». Notamment,certains philosophes ont même remis en question la rationalité des inférences abductives (Koehler 1991; Brem et Rips 2000).

Un autre argument contre le schéma ci-dessus est qu'il est trop permissif. Il y aura plusieurs hypothèses qui expliquent les phénomènes p 1, p 2, p 3 …, donc le fait qu'une hypothèse particulière explique les phénomènes n'est pas un critère décisif pour développer cette hypothèse (Harman 1965; voir aussi Blackwell 1969). Des critères supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l'hypothèse produite par les inférences abductives.

Enfin, il convient de noter que le schéma du raisonnement abductif n'explique pas l'acte même de concevoir une hypothèse ou un type d'hypothèse. Les processus par lesquels une nouvelle idée est d'abord articulée restent non analysés dans le schéma ci-dessus. Le schéma se concentre sur les processus de raisonnement par lesquels une hypothèse exploratoire est évaluée en fonction de ses mérites et de ses promesses (Laudan 1980; Schaffner 1993).

Dans des travaux plus récents sur l'enlèvement et la découverte, deux notions d'enlèvement sont parfois distinguées: la notion commune d'enlèvement comme inférence à la meilleure explication (enlèvement sélectif) et l'enlèvement créatif (Magnani 2000, 2009). L'abduction sélective - l'inférence à la meilleure explication - consiste à sélectionner une hypothèse à partir d'un ensemble d'hypothèses connues. Le diagnostic médical illustre ce type d'enlèvement. L'abduction créative, en revanche, consiste à générer une nouvelle hypothèse plausible. Cela se produit, par exemple, dans la recherche médicale, lorsque la notion de nouvelle maladie est articulée. Cependant, la question reste ouverte de savoir si cette distinction peut être établie,ou s'il y a une transition plus graduelle de la sélection d'une hypothèse explicative à partir d'un domaine familier (enlèvement sélectif) à la sélection d'une hypothèse qui est légèrement modifiée à partir de l'ensemble familier et à l'identification d'une hypothèse plus radicalement modifiée ou altérée.

Une autre suggestion récente est d'élargir le récit original de Peirce de l'enlèvement et d'inclure non seulement des informations verbales mais aussi des représentations mentales non verbales, telles que des représentations visuelles, auditives ou motrices. Dans l'approche de Thagard, les représentations sont caractérisées comme des modèles d'activité dans les populations mentales (voir également la section 9.3 ci-dessous). L'avantage du récit neuronal du raisonnement humain est qu'il couvre des caractéristiques telles que la surprise qui accompagne la génération de nouvelles insights ou les représentations visuelles et auditives qui y contribuent. La surprise, par exemple, pourrait être caractérisée comme résultant de changements rapides d'activation du nœud dans un réseau neuronal représentant l'élément «surprenant» (Thagard et Stewart 2011). Si toutes les représentations mentales peuvent être caractérisées comme des schémas de déclenchement dans les populations neurales,l'abduction peut être analysée comme la combinaison ou la «convolution» (Thagard) de modèles d'activité neuronale à partir de modèles d'activité disjoints ou qui se chevauchent (Thagard 2010).

6.2 Programmation heuristique

Le souci de la logique de la découverte a également motivé la recherche sur l'intelligence artificielle à l'intersection de la philosophie des sciences et des sciences cognitives. Dans cette approche, la découverte scientifique est traitée comme une forme d'activité de résolution de problèmes (Simon 1973; voir aussi Newell et Simon 1971), par laquelle les aspects systématiques de la résolution de problèmes sont étudiés dans un cadre de traitement de l'information. L'objectif est de clarifier à l'aide d'outils de calcul la nature des méthodes utilisées pour découvrir des hypothèses scientifiques. Ces hypothèses sont considérées comme des solutions aux problèmes. Les philosophes travaillant dans cette tradition créent des programmes informatiques utilisant des méthodes de recherche sélective heuristique (par exemple, Langley et al. 1987). En heuristique de calcul,Les programmes de recherche peuvent être décrits comme des recherches de solutions dans un soi-disant «espace de problèmes» dans un certain domaine. L'espace des problèmes comprend toutes les configurations possibles dans ce domaine (par exemple, pour les problèmes d'échecs, tous les arrangements possibles de pièces sur une planche d'échecs). Chaque configuration est un «état» de l'espace problème. Il existe deux états spéciaux, à savoir l'état de destination, c'est-à-dire l'état à atteindre, et l'état initial, c'est-à-dire la configuration au point de départ à partir duquel la recherche commence. Il existe des opérateurs qui déterminent les mouvements qui génèrent de nouveaux états à partir de l'état actuel. Il existe des contraintes de trajectoire qui limitent les déplacements autorisés. La résolution de problèmes est le processus de recherche d'une solution au problème de la façon de générer l'état de l'objectif à partir d'un état initial. En principe,tous les états peuvent être générés en appliquant les opérateurs à l'état initial, puis à l'état résultant, jusqu'à ce que l'état cible soit atteint (Langley et al. 1987: chapitre 9). Une solution de problème est une séquence d'opérations menant de l'état initial à l'état cible.

L'idée de base derrière l'heuristique de calcul est que des règles peuvent être identifiées qui servent de lignes directrices pour trouver une solution à un problème donné rapidement et efficacement en évitant les états indésirables de l'espace du problème. Ces règles sont mieux décrites comme des règles empiriques. Le but de construire une logique de découverte devient ainsi le but de construire une heuristique pour la recherche efficace de solutions aux problèmes. Le terme «recherche heuristique» indique que, contrairement aux algorithmes, les procédures de résolution de problèmes conduisent à des résultats qui ne sont que provisoires et plausibles. Une solution n'est pas garantie, mais les recherches heuristiques sont avantageuses car elles sont plus efficaces que les recherches aléatoires exhaustives par essais et erreurs. Dans la mesure où il est possible d'évaluer si un ensemble d'heuristiques est meilleur - plus efficace - qu'un autre,la logique de la découverte se transforme en théorie normative de la découverte.

On peut soutenir que, parce qu'il est possible de reconstruire d'importants processus de découverte scientifique avec des ensembles d'heuristiques informatiques, le processus de découverte scientifique peut être considéré comme un cas particulier du mécanisme général du traitement de l'information. Dans ce contexte, le terme «logique» n'est pas utilisé au sens étroit d'un ensemble de règles formelles généralement applicables pour tirer des inférences, mais encore une fois au sens large comme étiquette pour un ensemble de règles de procédure.

Les programmes informatiques qui incarnent les principes des recherches heuristiques dans la recherche scientifique simulent les voies suivies par les scientifiques lorsqu'ils recherchent de nouvelles hypothèses théoriques. Des programmes informatiques tels que BACON (Simon et al. 1981) et KEKADA (Kulkarni et Simon 1988) utilisent des ensembles d'heuristiques de résolution de problèmes pour détecter des régularités dans des ensembles de données donnés. Le programme notera, par exemple, que les valeurs d'un terme dépendant sont constantes ou qu'un ensemble de valeurs pour un terme x et un ensemble de valeurs pour un terme y sont linéairement liés. Il «inférerait» ainsi que le terme dépendant a toujours cette valeur ou qu'une relation linéaire existe entre x et y. Ces programmes peuvent «faire des découvertes» dans le sens où ils peuvent simuler des découvertes réussies telles que la troisième loi de Kepler (BACON) ou le cycle de Krebs (KEKADA).

Les théories des découvertes scientifiques basées sur l'IA ont aidé à identifier et à clarifier un certain nombre de stratégies de résolution de problèmes. Un exemple d'une telle stratégie est l'analyse heuristique des moyens-fins, qui consiste à identifier les différences spécifiques entre la situation actuelle et la situation de but et à rechercher des opérateurs (processus qui changeront la situation) qui sont associés aux différences qui ont été détectées. Une autre heuristique importante est de diviser le problème en sous-problèmes et de commencer à résoudre celui avec le plus petit nombre d'inconnues à déterminer (Simon 1977). Les approches basées sur l'IA ont également mis en évidence la mesure dans laquelle la génération de nouvelles connaissances s'appuie sur les connaissances existantes qui contraignent le développement de nouvelles hypothèses.

En tant que comptes rendus de découvertes scientifiques, les heuristiques informatiques ont certaines limites. Plus important encore, comme les programmes informatiques nécessitent les données d'expériences réelles, les simulations ne couvrent que certains aspects des découvertes scientifiques. Ils ne conçoivent pas de nouvelles expériences, instruments ou méthodes. De plus, comparés aux espaces de problèmes donnés dans l'heuristique de calcul, les espaces de problèmes complexes pour les problèmes scientifiques sont souvent mal définis, et l'espace de recherche et l'état d'objectif pertinents doivent être délimités avant que des hypothèses heuristiques puissent être formulées (Bechtel et Richardson 1993: chapitre 1).

Les critiques antérieurs des théories des découvertes scientifiques basées sur l'IA ont soutenu qu'un ordinateur ne peut pas concevoir de nouveaux concepts mais se limite aux concepts inclus dans le langage informatique donné (Hempel 1985: 119-120). Des travaux ultérieurs ont montré que des méthodes de calcul peuvent être utilisées pour générer de nouveaux résultats menant à des publications scientifiques avec comité de lecture en astronomie, recherche sur le cancer, écologie et d'autres domaines (Langley 2000). Cependant, la recherche informatique la plus récente sur la découverte scientifique n'est plus motivée par des intérêts philosophiques pour la découverte scientifique. Au lieu de cela, la motivation principale est de fournir des outils informatiques pour aider les scientifiques dans leurs recherches (Addis et al.2016)

7. Anomalies et structure de la découverte

De nombreux philosophes soutiennent que la découverte est un sujet légitime pour la philosophie des sciences tout en abandonnant l'idée qu'il existe une logique de découverte. Une approche très influente est l'analyse de Thomas Kuhn sur l'émergence de faits et de théories nouveaux (Kuhn 1970 [1962]: chapitre 6). Kuhn identifie un modèle général de découverte dans le cadre de son récit du changement scientifique. Une découverte n'est pas un acte simple, mais un processus étendu et complexe, qui aboutit à des changements de paradigme. Les paradigmes sont les généralisations symboliques, les engagements métaphysiques, les valeurs et les exemples partagés par une communauté de scientifiques et qui guident la recherche de cette communauté. La science normale basée sur les paradigmes ne vise pas la nouveauté mais plutôt le développement, l'extension et l'articulation de paradigmes acceptés. Une découverte commence par une anomalie, c'est-à-direavec la reconnaissance que les attentes induites par un paradigme établi sont violées. Le processus de découverte comporte plusieurs aspects: l'observation d'un phénomène anormal, les tentatives de le conceptualiser et les changements de paradigme pour que l'anomalie puisse être prise en compte.

C'est la marque du succès de la science normale qu'elle ne fait pas de découvertes transformatrices, et pourtant de telles découvertes sont le résultat d'une science normale guidée par le paradigme. Plus un paradigme est détaillé et développé, plus ses prédictions sont précises. Plus les chercheurs savent à quoi s'attendre, mieux ils sont capables de reconnaître les résultats anormaux et les violations des attentes:

la nouveauté n'apparaît ordinairement que pour l'homme qui, sachant avec précision à quoi il doit s'attendre, est capable de reconnaître que quelque chose s'est mal passé. L'anomalie n'apparaît que dans le contexte fourni par le paradigme. (Kuhn 1970 [1962]: 65)

S'appuyant sur plusieurs exemples historiques, Kuhn soutient qu'il est généralement impossible d'identifier le moment même où quelque chose a été découvert ou même l'individu qui a fait la découverte. Kuhn illustre ces points avec la découverte de l'oxygène (voir Kuhn 1970 [1962]: 53-56). L'oxygène n'avait pas été découvert avant 1774 et avait été découvert en 1777. Même avant 1774, Lavoisier avait remarqué que quelque chose n'allait pas avec la théorie du phlogistique, mais il était incapable d'avancer. Deux autres chercheurs, CW Scheele et Joseph Priestley, ont identifié indépendamment un gaz obtenu en chauffant des substances solides. Mais le travail de Scheele est resté inédit jusqu'après 1777, et Priestley n'a pas identifié sa substance comme une nouvelle sorte de gaz. En 1777, Lavoisier a présenté la théorie de l'oxygène de la combustion, qui a donné lieu à une reconceptualisation fondamentale de la chimie. Mais selon cette théorie telle que Lavoisier l'a présentée pour la première fois, l'oxygène n'était pas un élément chimique. C'était un «principe d'acidité» atomique et l'oxygène gazeux était une combinaison de ce principe avec le calorique. Selon Kuhn, tous ces développements font partie de la découverte de l'oxygène, mais aucun d'entre eux ne peut être distingué comme «l'acte» de la découverte.

Dans les périodes pré-paradigmatiques ou en période de crise de paradigme, des découvertes induites par la théorie peuvent se produire. Au cours de ces périodes, les scientifiques spéculent et développent des théories provisoires, qui peuvent conduire à de nouvelles attentes et expériences et observations pour tester si ces attentes peuvent être confirmées. Même si aucune prédiction précise ne peut être faite, les phénomènes ainsi découverts ne sont souvent pas tout à fait ce à quoi on s'attendait. Dans ces situations, l'exploration simultanée des nouveaux phénomènes et l'articulation des hypothèses provisoires amènent ensemble la découverte.

Dans des cas comme la découverte de l'oxygène, par contre, qui a eu lieu alors qu'un paradigme était déjà en place, l'inattendu n'apparaît que lentement, avec difficulté et contre une certaine résistance. Ce n'est que progressivement que les anomalies deviennent visibles en tant que telles. Il faut du temps aux enquêteurs pour reconnaître «à la fois que quelque chose est et ce qu'il est» (Kuhn 1970 [1962]: 55). Finalement, un nouveau paradigme s'établit et les phénomènes anormaux deviennent les phénomènes attendus.

Des études récentes en neurosciences cognitives de l'activité cérébrale pendant les périodes de changement conceptuel soutiennent l'opinion de Kuhn selon laquelle le changement conceptuel est difficile à réaliser. Ces études examinent les processus neuronaux impliqués dans la reconnaissance des anomalies et les comparent à l'activité cérébrale impliquée dans le traitement de l'information qui est conforme aux théories préférées. Les études suggèrent que les deux types de données sont traités différemment (Dunbar et al. 2007).

8. Méthodologies de découverte

Les partisans de l'idée qu'il existe des méthodologies de découverte utilisent le terme «logique» dans le sens étroit d'une procédure algorithmique pour générer de nouvelles idées. Mais comme les théories de découverte scientifique basées sur l'IA décrites dans la section 6, les méthodologies de découverte scientifique interprètent le concept de «découverte» comme une étiquette pour un processus étendu de génération et d'articulation de nouvelles idées et décrivent souvent le processus en termes de résolution de problèmes. Dans ces approches, la distinction entre les contextes de découverte et le contexte de justification est remise en question car la méthodologie de découverte est censée jouer un rôle justificatif. Les partisans d'une méthodologie de découverte reposent généralement sur une distinction entre différentes procédures de justification,justification impliquée dans le processus de génération de nouvelles connaissances et justification impliquée dans leur test. Les justifications corrélatives ou «fortes» sont des méthodes de test. La justification impliquée dans la découverte, en revanche, est conçue comme une justification générative (par opposition à une justification conséquente) (section 8.1) ou comme une justification faible (par opposition à forte) (section 8.2). Encore une fois, une certaine ambiguïté terminologique existe car selon certains philosophes, il y a trois contextes, pas deux: Seule la conception initiale d'une idée nouvelle (l'acte créateur est le contexte de la découverte proprement dite, et entre celui-ci et la justification, il existe un contexte distinct de (Laudan 1980) Mais de nombreux partisans des méthodologies de découverte considèrent le contexte de la poursuite comme une partie intégrante du processus de justification. Ils conservent la notion de deux contextes et redessinent les frontières entre les contextes de découverte et de justification tels qu'ils ont été tracés au début de 20e siècle.

8.1 Découvrabilité

La méthodologie de découverte a parfois été caractérisée comme une forme de justification complémentaire à la méthodologie de test (Nickles 1984, 1985, 1989). Selon la méthodologie de test, le soutien empirique d'une théorie résulte du test réussi des conséquences prédictives dérivées de cette théorie (et des hypothèses auxiliaires appropriées). À la lumière de cette méthodologie, la justification d'une théorie est la «justification consécutive», la notion selon laquelle une hypothèse est établie si de nouvelles prédictions réussies sont dérivées de la théorie ou de la revendication. La justification générative complète la justification consécutive. Les partisans de la justification générative soutiennent qu'il existe une forme importante de justification en science qui implique de raisonner une affirmation à partir de données ou de résultats précédemment établis plus généralement.

Un exemple classique de méthodologie générative est l'ensemble des règles de Newton pour l'étude de la philosophie naturelle. Selon ces règles, des propositions générales sont établies en les déduisant des phénomènes. La notion de justification générative cherche à préserver l'intuition derrière les conceptions classiques de la justification par déduction. La justification générative équivaut à la reconstruction rationnelle du chemin de la découverte afin d'établir sa découvrabilité si les chercheurs savaient ce que l'on sait maintenant, quelle que soit la manière dont on l'a pensé pour la première fois (Nickles 1985, 1989). La reconstruction démontre avec le recul que la réclamation aurait pu être découverte de cette manière si les informations et les techniques nécessaires avaient été disponibles. En d'autres termes,justification générative-justification en tant que «découvrabilité» ou «découverte potentielle» - justifie une revendication de connaissance en la dérivant de résultats déjà établis. Bien que la justification générative ne retrace pas exactement les étapes du chemin de découverte réel qui ont été réellement prises, c'est une meilleure représentation des pratiques réelles des scientifiques que la justification conséquente, car les scientifiques ont tendance à interpréter de nouvelles affirmations à partir des connaissances disponibles. La justification générative est une version plus faible de l'idéal traditionnel de justification par déduction des phénomènes. La justification par déduction des phénomènes est complète si une théorie ou une revendication est complètement déterminée à partir de ce que nous savons déjà. La démonstration de la découvrabilité résulte de la dérivation réussie d'une affirmation ou d'une théorie à partir des informations empiriques les plus élémentaires et les plus solidement établies.

8.2 Évaluation préliminaire

La découvrabilité telle que décrite dans les paragraphes précédents est un mode de justification. Comme le test de nouvelles prédictions dérivées d'une hypothèse, la justification générative commence lorsque la phase de recherche et d'articulation d'une hypothèse digne d'être évaluée tire à sa fin. D'autres approches de la méthodologie de découverte concernent directement les procédures impliquées dans l'élaboration de nouvelles hypothèses. L'argument en faveur de ce type de méthodologie est que les procédures d'élaboration de nouvelles hypothèses comportent déjà des éléments d'appréciation. Ces évaluations préliminaires ont été qualifiées de procédures d'évaluation «faibles» (Schaffner 1993). Les évaluations faibles sont pertinentes au cours du processus d'élaboration d'une nouvelle hypothèse. Ils fournissent des raisons d'accepter une hypothèse comme prometteuse et digne de plus d'attention. Des évaluations solides, en revanche,fournir des raisons d'accepter une hypothèse comme (approximativement) vraie ou confirmée. Les tests «génératifs» et «consécutifs», comme indiqué dans la section précédente, sont des procédures d'évaluation solides. Des procédures d'évaluation rigoureuses sont rigoureuses et systématiquement organisées selon les principes de la dérivation d'hypothèse ou du test HD. Une méthodologie d'évaluation préliminaire, en revanche, énonce des critères pour l'évaluation d'une hypothèse avant une dérivation ou un test rigoureux. Cela aide à décider s'il faut prendre cette hypothèse suffisamment au sérieux pour la développer davantage et la tester. Pour les tenants de cette version de la méthodologie de la découverte, il appartient à la philosophie des sciences de caractériser des ensembles de contraintes et de règles méthodologiques guidant le processus complexe d'évaluation préalable des hypothèses.

Contrairement aux approches informatiques évoquées ci-dessus, les stratégies d'évaluation préliminaire ne sont pas considérées comme indépendantes du sujet mais comme spécifiques à des domaines d'études particuliers. Parce que l'analyse des critères d'appréciation d'hypothèses a été principalement faite au regard de l'étude des mécanismes biologiques, les critères et contraintes qui ont été proposés sont ceux qui jouent un rôle dans la découverte des mécanismes biologiques. Les mécanismes biologiques sont des entités et des activités organisées de manière à produire des changements réguliers des conditions initiales aux conditions terminales (Machamer et al. 2000).

Les philosophes de la biologie ont développé un cadre précis pour rendre compte de la génération et de l'évaluation préliminaire de ces mécanismes (Darden 2002; Craver 2002; Bechtel et Richardson 1993; Craver et Darden 2013). Certains philosophes ont même suggéré que la phase d'appréciation préliminaire soit encore divisée en deux phases, la phase d'évaluation et la phase de révision. Selon Lindley Darden, les phases de génération, d'appréciation et de révision des descriptions de mécanismes peuvent être caractérisées comme des processus de raisonnement régis par des stratégies de raisonnement. Différentes stratégies de raisonnement régissent les différentes phases (Darden 1991, 2002; Craver 2002; Darden 2009). La génération d'hypothèses sur les mécanismes, par exemple, est régie par la stratégie de «l'instanciation de schéma» (voir Darden 2002). La découverte du mécanisme de synthèse des protéines impliquait l'instanciation d'un schéma abstrait pour les réactions chimiques: réactif1 + réactif 2 = produit. Le mécanisme réel de la synthèse des protéines a été trouvé grâce à la spécification et à la modification de ce schéma.

Il est important d'apprécier le statut de ces stratégies de raisonnement. Ce ne sont pas nécessairement des stratégies qui ont été réellement utilisées. Aucune de ces stratégies n'est jugée nécessaire pour la découverte, et ce ne sont pas des prescriptions pour la recherche biologique. Au contraire, ces stratégies sont jugées suffisantes pour la découverte de mécanismes; ils «auraient pu être utilisés» pour arriver à la description de ce mécanisme (Darden 2002). La méthodologie de la découverte des mécanismes est une extrapolation d'épisodes passés de recherche sur les mécanismes et le résultat d'une synthèse de reconstructions rationnelles de plusieurs de ces épisodes historiques. La méthodologie de la découverte n'est que faiblement normative en ce sens que les stratégies de découverte des mécanismes qui ont été identifiées jusqu'à présent peuvent s'avérer utiles dans de futures recherches biologiques. De plus,les ensembles de stratégies de raisonnement qui ont été proposés sont très spécifiques. La question reste ouverte de savoir si l'analyse des stratégies de découverte des mécanismes biologiques peut éclairer l'efficacité de la résolution de problèmes scientifiques de manière plus générale (Weber 2005: chapitre 3).

9. Créativité, analogie et modèles mentaux

Les approches de la découverte scientifique présentées dans les sections précédentes se concentrent sur l'adoption, l'articulation et l'évaluation préliminaire d'idées ou d'hypothèses avant des tests rigoureux. Ils n'éclairent pas comment une nouvelle hypothèse ou idée est d'abord conçue. Même parmi les philosophes de la découverte, l'opinion prédominante a longtemps été qu'il existe une première étape de découverte qui est mieux décrite comme un moment eureka, un mystérieux saut intuitif de l'esprit humain qui ne peut pas être analysé plus avant (mais voir Stokes 2011).

Le concept de découverte en tant que formation d'hypothèses tel qu'il est encapsulé dans la distinction traditionnelle entre contexte de découverte et contexte de justification n'explique pas comment de nouvelles idées se forment. Selon les récits de découverte éclairés par la biologie évolutionniste, la génération de nouvelles idées s'apparente à des variations aléatoires et aveugles des processus de pensée, qui doivent être inspectées par l'esprit critique et évaluées comme neutres, productives ou inutiles (Campbell 1960; voir aussi Hull 1988). Alors que l'approche évolutive de la découverte offre un compte rendu plus substantiel de la découverte scientifique, les processus clés par lesquels des idées aléatoires sont générées restent encore non analysés.

Aujourd'hui, de nombreux philosophes estiment que la créativité n'est pas mystérieuse et peut être soumise à l'analyse. La psychologue Margaret Boden a offert des analyses utiles du concept de créativité. Selon Boden, un nouveau développement est créatif s'il est nouveau, surprenant et important. Elle distingue la créativité psychologique (P-créativité) et la créativité historique (H-créativité). La P-créativité est un développement nouveau, surprenant et important pour la personne en question. La créativité H, en revanche, est radicalement nouvelle, surprenante et importante - elle est générée pour la première fois (Boden 2004).

La majorité des études philosophiques récentes sur la découverte scientifique se concentrent aujourd'hui sur l'acte de génération de nouvelles connaissances. La particularité de ces études est qu'elles intègrent des approches issues des sciences cognitives, de la psychologie et des neurosciences computationnelles (Thagard 2012, Pasquale et Poirier 2016). Des travaux récents sur la créativité proposent des analyses de fond des conditions sociales et psychologiques et des mécanismes cognitifs impliqués dans la génération de nouvelles idées. Certaines de ces recherches visent à caractériser les caractéristiques communes à tous les processus de création. D'autres recherches visent à identifier les caractéristiques distinctives de la créativité scientifique (par opposition à d'autres formes de créativité, telles que la créativité artistique ou l'invention technologique créative). Les études se sont concentrées sur l'analyse des traits de personnalité propices à la pensée créatrice et des facteurs sociaux et environnementaux favorables à la découverte (section 9.1). Les analogies (section 9.2) et les modèles mentaux (section 9.3) sont deux éléments clés des processus cognitifs impliqués dans la pensée créatrice.

9.1 Conditions psychologiques et sociales de la créativité

Les études psychologiques des dispositions comportementales des individus créatifs suggèrent que les scientifiques créatifs partagent certains traits de personnalité, notamment la confiance, l'ouverture, la domination, l'indépendance, l'introversion, ainsi que l'arrogance et l'hostilité. (Pour un aperçu des études récentes sur les traits de personnalité des scientifiques créatifs, voir Feist 1999, 2006: chapitre 5). La situation sociale a également été étudiée comme une ressource importante pour la créativité. Dans cette perspective, les structures et pratiques socioculturelles dans lesquelles les individus sont intégrés sont considérées comme cruciales pour la génération d'idées créatives. Les deux approches suggèrent que les individus créatifs ont généralement un statut d'outsider - ils sont socialement déviants et divergent du courant dominant.

Le statut d'outsider est également une caractéristique clé du point de vue. Selon les théoriciens du point de vue, les personnes ayant un point de vue sont des personnes politiquement conscientes et engagées politiquement en dehors du courant dominant. Certains théoriciens du point de vue suggèrent d'exploiter cette similitude pour la recherche sur la créativité. Parce que les personnes ayant un point de vue ont des expériences et un accès à des domaines d'expertise différents de la plupart des membres d'une culture, elles peuvent s'appuyer sur de riches ressources conceptuelles pour une pensée créative. La théorie des points de vue peut donc être une ressource importante pour le développement d'approches sociales et environnementales de l'étude de la créativité (Solomon 2007).

9.2 Analogie

De nombreux philosophes des sciences soulignent le rôle de l'analogie dans le développement de nouvelles connaissances, l'analogie étant comprise comme un processus consistant à amener des idées bien comprises dans un domaine à porter sur un nouveau domaine (Thagard 1984; Holyoak et Thagard 1996). Une source importante de réflexion philosophique sur l'analogie est la conception de Mary Hesse des modèles et des analogies dans la construction et le développement de la théorie. Dans cette approche, les analogies sont des similitudes entre différents domaines. Hesse introduit la distinction entre les analogies positives, négatives et neutres (Hesse 1966: 8). Si l'on considère la relation entre les molécules de gaz et un modèle de gaz, à savoir une collection de boules de billard en mouvement aléatoire,on trouvera des propriétés communes aux deux domaines (analogie positive) ainsi que des propriétés qui ne peuvent être attribuées qu'au modèle mais pas au domaine cible (analogie négative). Il existe une analogie positive entre les molécules de gaz et une collection de boules de billard parce que les boules et les molécules se déplacent au hasard. Il existe une analogie négative entre les domaines car les boules de billard sont colorées, dures et brillantes mais les molécules de gaz n'ont pas ces propriétés. Les propriétés les plus intéressantes sont les propriétés du modèle dont on ne sait pas s'il s'agit d'analogies positives ou négatives. Cet ensemble de propriétés est l'analogie neutre. Ces propriétés sont les propriétés importantes car elles peuvent conduire à de nouvelles informations sur le domaine le moins familier. D'après nos connaissances sur les boules de billard familières,nous pourrons peut-être dériver de nouvelles prédictions sur le comportement des molécules de gaz, que nous pourrions ensuite tester.

Hesse propose une analyse plus détaillée de la structure du raisonnement analogique à travers la distinction entre analogies horizontales et verticales entre domaines. Les analogies horizontales entre deux domaines concernent la similitude ou la similitude entre les propriétés des deux domaines. Si l'on considère les ondes sonores et lumineuses, il existe des similitudes entre elles: échos sonores, réflexion de la lumière; le son est fort, la lumière est brillante, le son et la lumière sont détectables par nos sens. Il existe également des relations entre les propriétés au sein d'un même domaine, comme la relation causale entre le son et le ton fort que nous entendons et, de manière analogue, entre la lumière physique et la lumière vive que nous voyons. Ces analogies sont des analogies verticales. Pour Hesse, les analogies verticales sont la clé de la construction de nouvelles théories.

Les analogies jouent plusieurs rôles en science. Non seulement ils contribuent à la découverte, mais ils jouent également un rôle dans le développement et l'évaluation des théories scientifiques. Les discussions actuelles sur l'analogie et la découverte ont élargi et affiné l'approche de Hesse de diverses manières. Certains philosophes ont développé des critères pour évaluer les arguments d'analogie (Bartha 2010). D'autres travaux ont identifié des analogies très significatives qui ont été particulièrement fructueuses pour l'avancement de la science (Holyoak et Thagard 1996: 186–188; Thagard 1999: chapitre 9). La majorité des analystes explorent les caractéristiques des mécanismes cognitifs par lesquels des aspects d'un domaine ou d'une source familiers sont appliqués à un domaine cible inconnu afin de comprendre ce qui est inconnu. Selon la théorie influente multi-contraintes du raisonnement analogique développée par Holyoak et Thagard, les processus de transfert impliqués dans le raisonnement analogique (scientifique ou autre) sont guidés ou contraints de trois manières principales: 1) par la similitude directe entre les éléments impliqués; 2) par les parallèles structurels entre le domaine source et le domaine cible; ainsi que 3) par les objectifs des enquêteurs, c'est-à-dire les raisons pour lesquelles l'analogie est considérée. La découverte, la formulation d'une nouvelle hypothèse, est l'un de ces objectifs.les raisons pour lesquelles l'analogie est envisagée. La découverte, la formulation d'une nouvelle hypothèse, est l'un de ces objectifs.les raisons pour lesquelles l'analogie est envisagée. La découverte, la formulation d'une nouvelle hypothèse, est l'un de ces objectifs.

Les enquêtes «in vivo» de scientifiques raisonnant dans leurs laboratoires ont non seulement montré que le raisonnement analogique est un élément clé de la pratique scientifique, mais aussi que la distance entre la source et la cible dépend du but pour lequel les analogies sont recherchées. Les scientifiques qui tentent de résoudre des problèmes expérimentaux établissent des analogies entre des cibles et des sources de domaines très similaires. En revanche, les scientifiques qui tentent de formuler de nouveaux modèles ou concepts établissent des analogies entre des domaines moins similaires. Les analogies entre des domaines radicalement différents sont cependant rares (Dunbar 1997, 2001).

9.3 Modèles mentaux

Dans les sciences cognitives actuelles, la cognition humaine est souvent explorée en termes de raisonnement basé sur un modèle. Le point de départ de cette approche est la notion qu'une grande partie du raisonnement humain, y compris le raisonnement probabiliste et causal ainsi que la résolution de problèmes, se déroule par modélisation mentale plutôt que par l'application de critères logiques ou méthodologiques à un ensemble de propositions (Johnson-Laird 1983; Magnani et al.1999; Magnani et Nersessian 2002). Dans le raisonnement basé sur un modèle, l'esprit construit une représentation structurelle d'une situation réelle ou imaginaire et manipule cette structure. Dans cette perspective, les structures conceptuelles sont considérées comme des modèles et l'innovation conceptuelle comme la construction de nouveaux modèles à travers diverses opérations de modélisation. Le raisonnement analogique - la modélisation analogique - est considéré comme l'une des trois principales formes de raisonnement fondé sur un modèle qui semblent pertinentes pour l'innovation conceptuelle en science. Outre la modélisation analogique, la modélisation visuelle et la modélisation simulative ou les expériences de pensée jouent également des rôles clés (Nersessian 1992, 1999, 2009). Ces pratiques de modélisation sont constructives en ce qu'elles facilitent le développement de nouveaux modèles mentaux. Les éléments clés du raisonnement basé sur les modèles sont l'appel à la connaissance des principes génératifs et des contraintes des modèles physiques dans un domaine source et l'utilisation de diverses formes d'abstraction. L'innovation conceptuelle résulte de la création de nouveaux concepts grâce à des processus qui abstraits et intègrent les domaines source et cible dans de nouveaux modèles (Nersessian 2009). Outre la modélisation analogique, la modélisation visuelle et la modélisation simulative ou les expériences de pensée jouent également des rôles clés (Nersessian 1992, 1999, 2009). Ces pratiques de modélisation sont constructives en ce qu'elles facilitent le développement de nouveaux modèles mentaux. Les éléments clés du raisonnement basé sur les modèles sont l'appel à la connaissance des principes génératifs et des contraintes des modèles physiques dans un domaine source et l'utilisation de diverses formes d'abstraction. L'innovation conceptuelle résulte de la création de nouveaux concepts grâce à des processus qui abstraits et intègrent les domaines source et cible dans de nouveaux modèles (Nersessian 2009). Outre la modélisation analogique, la modélisation visuelle et la modélisation simulative ou les expériences de pensée jouent également des rôles clés (Nersessian 1992, 1999, 2009). Ces pratiques de modélisation sont constructives en ce qu'elles facilitent le développement de nouveaux modèles mentaux. Les éléments clés du raisonnement basé sur les modèles sont l'appel à la connaissance des principes génératifs et des contraintes des modèles physiques dans un domaine source et l'utilisation de diverses formes d'abstraction. L'innovation conceptuelle résulte de la création de nouveaux concepts grâce à des processus qui abstraits et intègrent les domaines source et cible dans de nouveaux modèles (Nersessian 2009). Les éléments clés du raisonnement basé sur les modèles sont l'appel à la connaissance des principes génératifs et des contraintes des modèles physiques dans un domaine source et l'utilisation de diverses formes d'abstraction. L'innovation conceptuelle résulte de la création de nouveaux concepts grâce à des processus qui abstraits et intègrent les domaines source et cible dans de nouveaux modèles (Nersessian 2009). Les éléments clés du raisonnement basé sur les modèles sont l'appel à la connaissance des principes génératifs et des contraintes des modèles physiques dans un domaine source et l'utilisation de diverses formes d'abstraction. L'innovation conceptuelle résulte de la création de nouveaux concepts grâce à des processus qui abstraits et intègrent les domaines source et cible dans de nouveaux modèles (Nersessian 2009).

Certains critiques ont fait valoir qu'en dépit de la grande quantité de travail sur le sujet, la notion de modèle mental n'est pas suffisamment claire. Thagard cherche à clarifier le concept en caractérisant les modèles mentaux en termes de processus neuronaux (Thagard 2010). Dans son approche, les modèles mentaux sont produits à travers des schémas complexes de déclenchement neuronal, dans lesquels les neurones et les interconnexions entre eux sont dynamiques et changeants. Un modèle de neurones de déclenchement est une représentation lorsqu'il existe une corrélation causale stable entre le modèle ou l'activation et la chose qui est représentée. Dans cette recherche, les questions sur la nature du raisonnement basé sur des modèles sont transformées en questions sur les mécanismes cérébraux qui produisent des représentations mentales.

Les sections ci-dessus montrent que l'étude de la découverte scientifique est devenue une partie intégrante de l'effort plus large d'exploration de la pensée créative et de la créativité en général. Les approches philosophiques naturalistes combinent l'analyse conceptuelle des processus de génération de connaissances avec des travaux empiriques sur la créativité, en s'inspirant largement et explicitement des recherches actuelles en psychologie et en sciences cognitives, et sur les observations de laboratoire in vivo et, plus récemment, sur les techniques d'imagerie cérébrale (Kounios et Beeman 2009, Thagard et Stewart 2011).

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