La thèse de Duhem-Quine

La thèse dite de Duhem-Quine soutient qu'aucune hypothèse scientifique n'est testée isolément : c'est toujours un système d'hypothèses, conjointes à des hypothèses auxiliaires, qu'on confronte à l'expérience. En cas d'échec prédictif, on peut sauver l'hypothèse principale en révisant l'une des auxiliaires. La thèse, formulée par Pierre Duhem en 1906 puis radicalisée par Quine en 1951, limite la portée du falsificationnisme poppérien.

Duhem, 1906

Pierre Duhem, physicien et philosophe des sciences, expose la thèse dans La Théorie physique : son objet, sa structure (1906), particulièrement au chapitre vi (de la deuxième partie). Quand un physicien teste une théorie, il ne soumet jamais à l'expérience l'hypothèse théorique seule. Il met en jeu un système entier : la théorie principale, mais aussi des théories des instruments (optique, mécanique des appareils), des hypothèses sur les conditions expérimentales, des résultats antérieurs tenus pour acquis.

Si l'expérience contredit la prédiction théorique, le physicien sait seulement que quelque chose dans le système doit être révisé. Il ne sait pas quoi. Logiquement, n'importe lequel des éléments peut être incriminé : l'hypothèse principale, une hypothèse auxiliaire, l'hypothèse sur la fiabilité de l'instrument, un résultat antérieur tenu pour bien établi. La décision de réviser tel élément plutôt que tel autre n'est pas dictée par la logique seule.

Duhem en tire une conséquence importante : il n'existe pas, en physique, d'experimentum crucis au sens classique — d'expérience qui trancherait définitivement entre deux théories rivales. L'expérience confronte un système entier, et le système peut toujours être ajusté pour absorber le résultat.

Quine, 1951

W. V. O. Quine, dans « Two Dogmas of Empiricism » (Philosophical Review, janvier 1951, repris dans From a Logical Point of View, 1953), formule une thèse plus radicale. Pour Duhem, le holisme est limité à la physique théorique. Pour Quine, il s'étend à l'ensemble du savoir, y compris aux mathématiques et à la logique.

L'image quinienne est celle du champ de force : « notre savoir ou nos croyances forment un tissu construit par l'homme qui ne touche à l'expérience qu'à ses bords ». Les énoncés observationnels sont à la périphérie, plus directement exposés à la pression empirique ; les énoncés théoriques (lois physiques, mais aussi mathématiques, logique) sont au centre, plus protégés. Une expérience récalcitrante peut, en principe, être absorbée par révision en différents endroits du réseau : aucun énoncé n'est, en principe, immunisé contre la révision ; aucun n'y est inéluctablement voué. Même les vérités logiques pourraient, à coût élevé, être abandonnées.

La thèse quinienne est plus forte que celle de Duhem en ceci qu'elle affirme l'unité globale du savoir : il n'y a pas de séparation principielle entre les énoncés observationnels (testés directement), les énoncés théoriques (testés par leurs conséquences observables) et les énoncés analytiques (immunisés). Tous appartiennent au même réseau.

Conséquences pour le falsificationnisme

Le falsificationnisme poppérien repose sur l'asymétrie logique entre vérification (impossible) et réfutation (décisive). La thèse de Duhem-Quine en limite la portée. Strictement parlant, aucune réfutation n'est sans appel : face à un échec prédictif, le défenseur d'une théorie peut toujours pointer une hypothèse auxiliaire à incriminer plutôt que la théorie principale.

Popper reconnaît la difficulté et y répond par une exigence éthique du chercheur : on peut toujours sauver une théorie ; on ne doit pas le faire si le sauvetage diminue le contenu empirique de la théorie. Les hypothèses ad hoc — modifications introduites à seule fin d'éviter la réfutation, sans gain prédictif — sont l'objet d'une réprobation explicite.

Lakatos, dans « Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes » (1970), tire les conséquences en déplaçant l'évaluation au niveau des programmes : ce qui est jugé n'est pas une hypothèse isolée mais un programme dans son histoire, dont on apprécie le caractère progressif (gain de contenu) ou dégénératif (sauvetages ad hoc).

Différences entre Duhem et Quine

Le rapprochement Duhem-Quine est devenu un lieu commun, mais il vaut de souligner les différences. Duhem est physicien, son holisme est limité à la physique théorique mature, et il accepte la possibilité d'une intuition du bon sens qui guide la décision en cas d'échec prédictif. Il ne tire pas de la thèse un radicalisme général.

Quine, philosophe et logicien, étend la thèse à tout le savoir, y compris aux mathématiques et à la logique, et en tire des conséquences sémantiques (chute de la distinction analytique/synthétique) que Duhem ne soutenait pas. L'expression « thèse de Duhem-Quine » est commode mais elle agrège deux positions distinctes en intensité et en domaine.

Sous-détermination empirique

La thèse est solidaire d'une thèse plus large, celle de la sous-détermination des théories par les données : pour un même corps de données, plusieurs théories incompatibles peuvent être empiriquement adéquates. Le holisme explique pourquoi : il y a toujours plusieurs façons d'ajuster un système d'hypothèses pour le rendre compatible avec les observations. La sous-détermination est une thèse plus forte que la simple thèse Duhem-Quine et a fait l'objet de discussions distinctes (Laudan, Leplin : « Empirical Equivalence and Underdetermination », 1991).

Postérité

La thèse reste un point de référence en philosophie des sciences contemporaine. Elle commande l'analyse des controverses scientifiques (où les hypothèses auxiliaires sont souvent l'enjeu réel), de la rationalité des révisions théoriques, et du rapport entre théorie et expérience. Voir falsifiabilité et épistémologie de la physique.