Ian Hacking Concevoir et expérimenter (1983) Christian Bourgeois pp.260-263

La découverte expérimentale et son travestissement | télécharger

cours n°1, 12

Certains travaux expérimentaux de grande portée proviennent intégralement de la théorie. Certaines théories fondamentales doivent tout aux expériences qui les précèdent. Certaines théories stagnent par manque de prise sur le monde réel, alors que certains phénomènes expérimentaux restent sans emploi par manque de théorie. On rencontre aussi des " familles heureuses " où théories et expériences de divers horizons s'harmonisent. En voici un exemple qui nous montre comment le pur dévouement à un monstre expérimental amena à s'assurer d'un fait qui soudain entra en prise avec des théories provenant d'un domaine entièrement différent.

Les premières radiodiffusions transatlantiques présentaient toujours un bruit de fond assez important. De nombreuses sources de parasites avaient été identifiées, mais s'en débarrasser était plus difficile. Certains de ces parasites étaient provoqués par des orages. Dans les années trente, déjà, Karl Jansky, dans les laboratoires de Bell Telephone, avait localisé un " sifflement " provenant du centre de la Voie lactée. Ainsi, il y avait dans l'espace des sources d'ondes radio qui s'ajoutaient aux parasites habituels.

En 1965, les radioastronomes Arno Penzias et R.W. Wilson adaptèrent un radiotélescope pour étudier ce phénomène. Ils espéraient trouver des sources d'énergie et ils en trouvèrent. Mais ils étaient aussi très obstinés. Ils découvrirent une petite quantité d'énergie qui semblait être présente partout, uniformément répartie dans tout l'espace. Il semblait que tout ce qui dans l'espace n'était pas source d'énergie était à une température d'environ 4° K. Comme cela n'avait pas grand sens, ils firent tout leur possible pour découvrir des erreurs matérielles. Ils pensèrent, par exemple, qu'une partie des radiations pouvait provenir des pigeons qui nichaient sur leur télescope et ils passèrent quelques terribles moments à essayer de les chasser.

Mais, une fois éliminée toute source possible de bruit, ils constatèrent que demeurait une température uniforme de 3° K. Ils hésitèrent à faire part de cette découverte parce que l'idée d'une radiation de fond complètement homogène leur semblait absurde. Heureusement, alors qu'ils venaient d'acquérir la conviction que ce phénomène absurde était bien réel, un groupe de théoriciens de Princeton fit circuler un texte suggérant, chiffres à l'appui, que si l'univers est issu du Big Bang, alors il doit y avoir une température uniforme partout présente dans l'espace, la température résiduelle de la première explosion. Plus encore, la théorie prévoyait que cette énergie serait détectée sous forme de signaux radio. Le travail expérimental de Penzias et Wilson se trouvait merveilleusement en prise avec ce qui serait autrement resté pure spéculation. Penzias et Wilson avaient montré que la température de l'univers est à peu près partout supérieure de 3° au zéro absolu, et qu'il s'agissait de l'énergie résiduelle de la création. Ce fut la première preuve vraiment convaincante du Big Bang.

(...)

On peut avoir l'impression que j'ai accordé trop d'importance à la façon dont une philosophie et une histoire des sciences dominées par la théorie sont parvenues à corrompre notre perception de l'expérience. Mais c'est le contraire qui est vrai. J'ai par exemple raconté l'histoire des trois degrés exactement comme le font Penzias et Wilson eux-mêmes dans leur film autobiographique, Three Degrees (Information and Publication Division, Bell Laboratories, 1979). Ils se livraient à des explorations et découvrirent le rayonnement résiduel avant que la moindre théorie sur le sujet ne fût émise. Mais voici ce que devint cette même expérience quand elle fut transformée en " histoire " :

"Les théoriciens de l'astronomie avaient prédits que si une explosion avait bien eu lieu il y a des milliards d'années, alors l'univers devrait continuer à se refroidir depuis cet événement. Ce refroidissement aurait dû réduire la température initiale de peut-être un milliard de degrés à 3° K, trois degrés au-dessus du zéro absolu."

"Les radioastronomes avaient la conviction que s'ils pouvaient diriger un récepteur extrêmement sensible vers une partie vide du ciel, une région qui semblerait dépourvue d'étoile, il serait possible de déterminer si les théoriciens avaient raison ou non. Cette expérience fut tentée au début des années soixante-dix."

"Deux scientifiques des laboratoires de Bell Telephone (l'endroit même où Karl Jansky avait découvert les ondes radio d'origine cosmique) captèrent des signaux radio provenant de l'espace " vide ". Une fois tenu compte de toutes les causes connues, restait un signal de trois degrés que l'on ne pouvait expliquer. D'autres expériences ont suivi cette première tentative, elles indiquent toujours le même résultat : un rayonnement de trois degrés."

"L'espace n'est pas absolument froid. La température de l'univers semble être de 3° K. Et c'est la température exacte que l'univers devrait avoir si tout avait commencé il y a quelque treize milliards d'années par un Big Bang."

(F.M. Bradley, The Electromagnetic Spectrum, New York, 1979, p. 100, c'est moi qui souligne).

Au chapitre 6, avec le cas du muon ou méson, nous avons vu un autre exemple de la façon dont l'histoire pouvait être ainsi réécrite. Deux équipes de chercheurs détectent le muon après étude des rayons cosmiques en chambre de Wilson et utilisation de la théorie des gerbes-cascades de Bethe-Heitler. L'histoire voudrait maintenant qu'ils aient tenté de trouver le " méson " de Yukawa et pensaient à tort l'avoir trouvé, alors qu'en fait ils n'avaient jamais entendu parler de l'hypothèse de Yukawa. Mon intention n'est pas de faire remarquer qu'un historien des sciences compétent est aussi capable d'écrire des choses fausses, mais plutôt de montrer la dérive constante de l'histoire et du folklore populaires.