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Pourquoi parle-t-on de sérendipité aujourd’hui ?

La surprise du découvreur

Hasard, contingence et sérendipité dans le processus de découverte scientifique
The surprise of discovery. Chance, contingency and serendipity in scientific discovery process
François Lavie

Résumés

La sociologie des sciences a désormais intégré à son champ d'investigation les découvertes jugées improbables, inattendues ou surprenantes et des notions jusque-là peu assumées par les scientifiques : hasard, chance, contingence et sérendipité. Il faut être sensible à l’écart entre le contexte de la découverte et le contexte de la justification à laquelle se conforme l’exposition des résultats scientifiques. Un autre aspect concerne la place accordée respectivement au « génie », à la chance et aux conditions sociales de la production scientifique, dans le processus de découverte scientifique. Il s'agit ici de tracer les frontières théoriques entre les principaux programmes de STS (mertonien et SSK) au sujet de la découverte scientifique.

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Texte intégral

1Dans la préface de la seconde édition de la Critique de la Raison pure (1787), évoquant les expériences de Galilée et Toricelli, Emmanuel Kant écrivait :

« Ils comprirent que la raison n’aperçoit que ce qu’elle produit elle-même d’après ses propres plans, qu’elle doit prendre les devants avec les principes qui déterminent ses jugements suivant des lois constantes et forcer la nature à répondre à ses questions, au lieu de se laisser conduire par elle comme à la lisière ; car autrement des observations accidentelles et faites sans aucun plan tracé d’avance ne sauraient se rattacher à une loi nécessaire, ce que cherche pourtant et ce qu’exige la raison. Celle-ci doit se présenter à la nature tenant d’une main ses principes, qui seuls peuvent donner à des phénomènes concordants l’autorité de lois et de l’autre les expériences qu’elle a instituées d’après ces mêmes principes (Kant, 1869 [1787]).

2Il était visiblement inconcevable à un esprit comme celui d’Emmanuel Kant que l'on puisse rencontrer des cas où une observation scientifique pertinente aurait été faite sans être planifiée. Partant, il n'y aurait pas de découverte scientifique sans que la raison n'ait auparavant « [pris] les devants »; les « observations accidentelles », celles qui ne sont pas suscitées par un dispositif expérimental produit selon les « plans » de la raison, ne « sauraient se rattacher à une loi nécessaire », c'est-à-dire établir une quelconque certitude en matière de science.

3Cependant, la vie et l'œuvre d’Emmanuel Kant ont précédé les grands bouleversements de la science moderne (xixe-xxe siècle), dans laquelle de nombreuses découvertes ont été faites hors du cadre décrit par cet auteur à la fin du xviiie siècle (Glashow, 2002, p. 251). L'histoire des sciences, les développements de la philosophie des sciences et, plus récemment, l'essor de la sociologie des techniques et des sciences (STS), ont considérablement enrichi la représentation du processus de découverte scientifique et des conditions concrètes du travail scientifique. Dès 1754, l'invention de la notion de « sérendipité » par Horace Walpole avait frayé la voie à une prise en compte des opportunités liées à des observations inattendues. L'origine du néologisme « sérendipité » est expliquée par Walpole dans sa lettre du 28 janvier 1754 à Horace Mann : « J’ai lu il y a quelque temps un conte de fées idiot, qui s’appelle Les trois princes de Serendip : alors que leurs Seigneuries voyageaient, elles faisaient sans cesse des découvertes, par accident et sagacité, de faits qu’elles ne cherchaient pas ». Après deux siècles d'errance conceptuelle, la notion a été reprise dans la deuxième moitié du xxème siècle par le sociologue Robert K. Merton, à qui l'on doit la notion de serendipity pattern (Merton, 1948 ; Barber et Merton, 2006). Dans le cadre théorique de la sociologie des sciences mertoniennes, le concept de serendipity pattern permet d'éclairer sous un jour nouveau le processus de découverte scientifique, après les tentatives des philosophes des sciences, qu'ils soient les partisans (Reichenbach, 1938) du positivisme logique ou opposants à celui-ci (Popper, 1935).

4Plus généralement, la sociologie des sciences a désormais intégré à son champ d'investigation les découvertes jugées improbables et inattendues (unexpected), suscitant la surprise des découvreurs ; les sociologues ont construit des modèles théoriques qui font une place à des notions jusque-là peu assumées par les scientifiques : le hasard, la chance, la contingence, la sérendipité. Tous ces termes, bien que proches, ne sont pas synonymes. Il serait dommage de se priver de l'apport de travaux théoriques et empiriques qui s'efforcent de tracer les frontières théoriques entre ces différentes régions de l'inattendu en science. Une certaine prudence est de mise lorsque l'on parle de découverte « inattendue » ou surprenante : il est en effet possible qu'une découverte soit prévue (les scientifiques savent que la découverte aura lieu un jour ou l'autre) sans être prévisible (personne ne sait quand ni où la découverte aura lieu) (Atkinson, Batchelor & Parsons, 1997). Il faut également être sensible à l’écart entre le contexte de la découverte dont relève, entre autres, la serendipity et le contexte de la justification à laquelle se conforme l’exposition des résultats dans un article scientifique. Cette distinction essentielle a été introduite par Hans Reichenbach en 1938 et a été reprise dans un certain nombre de contributions en rapport avec notre sujet. Un autre pan de la discussion concerne la place accordée au « génie » et aux conditions sociales de la production scientifique dans le processus de découverte scientifique, en particulier les multiples découvertes indépendantes – ou multiple independent discoveries (Garfield, 1980 ; Simonton, 1979). Parler de « processus » n'est pas neutre, cela signifie que la découverte n'est pas un « évènement » isolable, mais au contraire une chaîne continue d'actions et de représentations, ce qui rejoint le credo des sociologues du programme fort (Atkinson, Batchelor & Parsons, 1997). La sociologie de la connaissance scientifique s'intéresse à la façon dont les résultats scientifiques sont reconstruits par les découvreurs, à travers les comptes rendus rétrospectifs et les entretiens, en un mot au « discours » des scientifiques (Gilbert & Mulkay, 1982). Mentionnons enfin un programme de recherche plus récent : la thèse contingentiste, développée par un transfuge du programme fort, Andrew Pickering, permet d'élargir le débat au problème du réalisme scientifique ainsi qu'à la question du relativisme et de la rationalité scientifique (Pickering, 1995 et 2002).

La sérendipité et le programme faible des sciences studies

Merton et le serendipity pattern

  • 1 « The serendipity pattern refers to the fairly common experience of observing an unanticipated, ano (...)

5La notion de « sérendipité » est souvent confondue avec celles de « chance » et d'« accident ». Michael Stoskopf s'est rendu compte que ses collègues étaient généralement réticents à ce qu'on parle de leurs découvertes en termes de « sérendipité », parce qu'ils y voyaient une offense à leur compétence de chercheur (Stoskopf, 2005). Il faut suivre sur le long terme le développement historique du mot pour se convaincre que « sérendipité » n'est pas synonyme de « chance ». L'ouvrage de Robert K. Merton et Elinor Barber, The Travels and Adventures of Serendipity, retrace la réappropriation du mot par différentes collectivités (hommes de lettres, scientifiques) mais comporte aussi un volet de sociologie des sciences (Barber & Merton, 2006) ; cela n'a rien d'étonnant eu égard à la place que Robert K. Merton accordait à la serendipity comme facteur heuristique pour la recherche dans ses précédents travaux (Merton, 1948). Or, la définition donnée par Horace Walpole et rappelée plus haut, ne permet pas, en l'état, de donner à cette notion une dimension heuristique. La sérendipité s'applique plus à des personnes (Horace Walpole parle de « sagacité »), qu'à des objets ou des évènements, elle est plus une attitude qu'un procédé. Horace Walpole ne nous dit rien du degré de connaissance préalable sur l’objet de la découverte qu’implique la serendipity ; ainsi, les parts respectives de « l’accident » et de la « sagacité » restent indéfinies (Chazel, 2006, p. 210). C'est sur cette ambiguïté qu'ont joué les utilisateurs du mot jusqu'aux années 1930 ; auparavant, le terme restait l'apanage d'un public de littéraires érudits. C'est à Walter B. Cannon, physiologiste américain à la Harvard Medical School, que l'on doit la « greffe » du terme dans les milieux scientifiques, avant que Robert K. Merton ne le reprenne à son compte. La dernière section du chapitre IX du livre de ce dernier écrit avec Elinor Barber rappelle la contribution spécifique de Robert K. Merton à l’analyse du phénomène de serendipity. C'est un effort pour dégager les « étapes conceptuelles » sous-jacentes au processus de la découverte accidentelle (Barber & Merton, 2006). Selon François Chazel, c’est la raison pour laquelle Robert K. Merton avait cru devoir parler d’une « configuration » de recherche impliquant la serendipity (serendipity pattern) et conduisant de l’observation de données inattendues (unanticipated), aberrantes (anomalous) et d’une portée stratégique (strategic) à l’extension de la théorie ou à son développement dans de nouvelles directions (Chazel, 2006, p. 214) 1.

6Robert K. Merton décrit soigneusement ces trois aspects du serendipity pattern. Premièrement, les données sont inattendues (unanticipated) parce qu'elles ont trait à des problèmes théoriques inexistants quand la recherche a débuté. En second lieu, l'observation est surprenante (anomalous), soit parce qu'elle semble en contradiction avec la théorie dominante, soit parce qu'elle est incompatible avec d'autres faits avérés (Merton, 1948, p. 506). Enfin, les données de l'observation doivent être stratégiques, c'est-à-dire permettre à celui qui sait déceler l'universel dans le particulier de gagner de nouvelles terres théoriques (Ibid., p. 507). Constatant le chemin parcouru par le terme et son succès, Robert K. Merton présente la sérendipité comme un « concept épistémologique de nature psychosociale » (psychosociological epistemic concept) (Merton, 2006). Cette dimension psychosociale met en évidence l’influence de « micro-environnements sociocognitifs » sur la production scientifique et, en particulier, sur sa forme accomplie, à savoir la découverte. Dans l'immédiat, il faut d'abord souligner qu'au regard de l'histoire des sciences et de la philosophie (en particulier d'une de ses branches, la logique), il semble que la notion de sérendipité acquière un réel pouvoir descriptif.

Les racines logiques de la notion de sérendipité

  • 2 Cette citation et les suivantes sont extraites de Bernard (1966 [1865], pp. 215-216).
  • 3 Voir par exemple : « Les idées expérimentales naissent très souvent par hasard et à l'occasion d'un (...)

7Les découvertes « sérendipiteuses » se caractérisent par le fait qu'elles provoquent la « surprise » du découvreur. Or, c'est la même « surprise » qui caractérise à l'origine le procédé logique d'abduction. Avec l'induction et la déduction, c'est l'un des trois procédés logiques mis en œuvre par l'esprit humain pour lier les faits entre eux. Le célèbre logicien Charles Peirce insiste sur le fait qu'à l'origine de l'abduction, il y a la surprise ou l'étonnement du sujet : « on observe le fait surprenant C ; si A était vrai, C s'expliquerait comme un fait normal ; partant, il est raisonnable de soupçonner (présumer) que A est vrai » (Catellin, 2004, p. 181). Le point de départ de l'abduction est un fait perçu comme surprenant. L'abduction consiste à sélectionner une hypothèse A susceptible d'expliquer le fait C, de telle sorte que si A est vrai, C s'explique comme un fait normal. En d'autres termes, l'abduction est une procédure de normalisation d'un fait surprenant (Catellin, 2004, p. 181). C'est ce procédé qui est mis en œuvre par les chercheurs face à des observations « anormales » ou inattendues, ou encore par le chasseur qui observe les traces laissées par le gibier. Claude Bernard rappelle à ce propos que Francis Bacon « compare l'investigation scientifique à une chasse ; les observations qui se présentent sont le gibier » 2. On trouve dans l'Introduction à l'étude de la médecine expérimentale des idées très proches de la notion de « découverte inattendue » et même de sérendipité 3. Reprenant la comparaison entre l'activité scientifique et la chasse, Claude Bernard écrit : « on peut ajouter que si le gibier se présente quand on le cherche, il arrive aussi qu'il se présente quand on ne le cherche pas, ou bien quand on en cherche un d'une autre espèce ». On peut comparer cette affirmation avec une définition récente de la découverte « sérendipiteuse » pour se convaincre de l'actualité de la pensée de Claude Bernard en ce domaine : « discoveries which are made when scientists unintentionally solve a problem (or explain a phenomenon), while intending to solve a different problem (or to explain a different phenomenon) » (Kantorovich, 1993, p. 7). La notion de sérendipité est issue d'une longue tradition de réflexion sur le contexte de découverte, menée par les scientifiques eux-mêmes. Il n'est pas anodin que ce soit cette notion qui, en sociologie des sciences, ait été développée en premier parmi celles qui nous occupent. Elle trouve des ascendants en la personne de Claude Bernard et en celle de Francis Bacon ; de plus, elle illustre parfaitement les réflexions des logiciens sur la nature du raisonnement scientifique.

8Ainsi, la notion de sérendipité décrirait bien les processus réels de raisonnement scientifique et les conditions effectives de la découverte scientifique. Quelle est désormais la contribution de la sociologie des sciences à la démonstration de ce point ? La notion de « micro-environnements sociocognitifs » mise en avant par Robert K. Merton invite à se demander comment on peut utiliser la notion dans le cadre d'une étude empirique relevant des STS. Si la sérendipité a une dimension sociale, elle doit pouvoir être rencontrée sur le terrain et décrite par la sociologie empirique.

Serendipity gained et serendipity lost : un exemple d'application de la notion au sein du « programme faible »

  • 4 La phrase, citée et traduite par François Chazel (Chazel, 2006, p. 215) est issue de l’ouvrage de J (...)

9À l’avant-dernière page de l’Afterword, Robert K. Merton emprunte à John Ziman l'affirmation suivante : « Le point essentiel est que la serendipity ne produit pas par elle-même de découvertes : elle crée plutôt des occasions de les faire » 4. De telles occasions ont été rencontrées par des chercheurs aux spécialisations diverses : histoire (Hoeflich, 2007 ; McClellan, 2005), physique (Glashow, 2002), biologie (Barber & Fox, 1958 ; Campbell, 2005), écologie (Stoskopf, 2005) ou encore sociologie (Merton, 2004). L'écart entre « contexte de découverte » et « contexte de justification » se traduit par la réécriture partielle du procès de découverte dans les articles scientifiques, stratégie dont sont conscients Elinor Barber et Robert K. Merton : « Some scientists seem to have been aware of the fact that the elegance and parsimony prescribed for the presentation of the results of scientific work tend to falsify retrospectively the actual process by which the results were obtained » (Berber & Merton, 2006, p. 159).

  • 5 « L'acte de découverte échappe à l'analyse logique » (traduit depuis Reichenbach, 1951, p. 231).
  • 6 « It seemed to us that a detailed comparison of Dr. Thomas' and Dr. Kellner's experiences with the (...)

10Deux sociologues adeptes du programme « faible » (weak programme), Bernard Barber et Renée Fox, ont mené leurs recherches au moment des premiers développements théoriques de Robert K. Merton en rapport avec la sérendipité (Barber & Fox, 1958). Dans leur article « The Case of the Floppy-Eared Rabbits: An Instance of Serendipity Gained and Serendipity Lost », ils ont étudié un cas d'observations multiples, l'une menant à une découverte de nature sérendipiteuse, l'autre non : en effet, deux médecins (les docteurs Thomas, professeur à l'Université de New York et Kellner, professeur à l'Université Cornell) ont observé séparément le même phénomène : l'injection d'une enzyme, la papaïne, rend réversible l'assouplissement des oreilles de lapins. Bernard Barber et Renée Fox ont utilisé comme matériaux d'enquête les comptes rendus scientifiques publiés après la découverte, ainsi que des entretiens avec les scientifiques des deux équipes. Les sociologues remarquent que les publications scientifiques gomment tout ce qui relève de l'« incident » de parcours pour ne garder que ce qui, dans le compte-rendu des résultats, appelle l'ajustement d'une théorie existante (« All else that has occurred in the actual research process is considered "incidental'' » (Barber & Fox, 1958, p. 128). Ils retrouvent ainsi l'idée émise par Hans Reinchenbach selon laquelle la logique n'est mobilisée que dans le « contexte de justification » et pas dans le « contexte de découverte » 5 : « scientists are expected to focus their reports on the logical structure of the methods used and the ideas discovered in research in relation to the established conceptual framework of the relevant scientific specialty » (Ibid., p. 128). Au-delà de ce constat, Bernard Barber et Renée Fox cherchent les raisons pour lesquelles il y a d'une part une réussite (Serendipity Gained), d'autre part un échec (Serendipity Lost) à travers une étude comparative 6 de ces deux scientifiques par ailleurs « comparables » : même spécialité, même reconnaissance académique, mêmes expériences réalisées, mêmes observations. Les deux scientifiques ont été guidés par des prénotions concernant notamment la rigidité des cartilages ; ils ont été surpris et impressionnés par l'uniformité frappante avec laquelle les oreilles de lapin s'abaissaient après injection de l'enzyme papaïne et par l'étrangeté de ce spectacle. Mais Thomas, contrairement à Kellner, a fait passer l'intérêt pour un phénomène d'une régularité impressionnante avant l'amusement que lui inspirait le fléchissement des oreilles de lapins ; c'est cet élément qui a joué en sa faveur et lui a permis, selon Bernard Barber et Renée Fox, de faire une découverte importante bien que totalement inattendue.

11D'autres récits de découvertes, dont quelques-unes très célèbres, peuvent être retracés en mobilisant la notion de sérendipité : on pense à Alexander Fleming découvrant la pénicilline ou Henri Becquerel découvrant la radioactivité. Mais ces découvertes, parce qu'elles ont eu lieu il y a plusieurs décennies, sont l'objet de l'histoire des sciences plus que de la sociologie des sciences, dont les méthodes (entretiens, lecture de publications scientifiques, observation dans les laboratoires) s'appliquent plus volontiers à des objets contemporains. Signalons ici le nécessaire « retard » des travaux sociologiques sur les découvertes scientifiques « inattendues » : puisqu'elles ne sont précisément pas prévues, il est impossible – sauf chance extraordinaire – aux sociologues d'enquêter sur ces découvertes avant la publication des premiers comptes rendus.

12La notion de sérendipité a surtout été reprise par les tenants du « programme faible » de science studies ; les sociologues du programme fort, quand ils ne la critiquent pas, l'utilisent avec parcimonie. La critique la plus courante reste l'idée selon laquelle Robert K. Merton n'aurait jamais réellement étudié l'impact de la société sur la science entendue comme un produit cognitif et culturel. Pour les sociologues des sciences d'inspiration marxiste (au moins les marxistes « orthodoxes »), la notion de sérendipité est complètement mise en défaut puisque les découvertes scientifiques et techniques sont le produit de la nécessité (Campa, 2008, p. 79). Ce point est rappelé par Robert K. Merton et Elinor Barber :

« To orthodox Marxists, the suggestion that discoveries could be occasioned by accidents rather than by the inexorable development of the material base of society was anathema. Since the Marxists believe that all social and physical phenomena are rigidly determined, inventions are, in principle, predictable, and the job of the historian or philosopher of science is to work out ways of predicting them » (Barber & Merton, 2006, p. 166).

13Reste à savoir sur quels thèmes se fonde l'opposition du programme fort au programme faible et à la notion de sérendipité. A contrario, dans l'hypothèse où est validé le serendipity pattern, quelles implications peut-il avoir en ce qui concerne l'organisation et l'administration de la recherche ?

Le programme fort : quelle critique du programme « faible » et quelle théorisation des découvertes imprévues ?

14Le programme « faible » a concentré ses efforts sur la théorisation du rôle des institutions et des normes, mais a quelque peu négligé les discussions épistémologiques. Au contraire, la sociologie du programme fort, derrière David Bloor et Michael Mulkay, s'intéresse plus volontiers au contenu de la science, à la science en train de se faire et soulève de ce fait des problèmes épistémologiques. La notion de sérendipité est, dans ce cadre théorique, quelque peu décriée, parce qu'elle laisse trop de place à la fois aux « accidents » et aux dispositions personnelles de l'homme de science capable de « sauter » sur l'occasion qui se présente. Les sociologues du programme fort se détachent donc du programme faible sur plusieurs points. Comment cela se traduit-il dans la prise en compte des découvertes inattendues ? Si ce n'est pas la sérendipité qui est mise en avant, quels concepts sont utilisés au sein du programme fort pour parler de ces découvertes ?

Comment rendre compte d'une découverte imprévue ? Rhétoriques de la chance et de la prédiction

15Dans leur article « The rhetoric of prediction and chance in the research to clone a disease gene », Paul Atkinson, Claire Batchelor et Evelyn Parsons rapportent les résultats d'une enquête menée au début des années 1990 au sein de plusieurs équipes de généticiens. Nous sommes face à un cas de découvertes multiples : en 1991, trois groupes de scientifiques (un aux États-Unis, un aux Pays-Bas et un autre au Royaume-Uni) localisent le gène responsable de la dystrophie myotonique de Steinert, une maladie génétique qui affecte plusieurs organes dont le squelette, le cœur et le système nerveux central. Paul Atkinson, Claire Batchelor et Evelyn Parsons ont eu accès à l'Institute of Medical Genetics à l'Université du Pays de Galles à Cardiff, entre octobre 1992 et mai 1993, c'est-à-dire la période suivant presque immédiatement la découverte du gène. Les trois sociologues ont étudié la manière dont les scientifiques ont fait le récit de leur travail et de leur découverte en épluchant les publications scientifiques, les comptes rendus rétrospectifs – considérés comme des matériaux narratifs (narrative accounts) – et en assistant à des réunions de recherche ou en clinique. Le travail de recherche sur le gène responsable de la dystrophie myotonique présente une particularité : la découverte est prédite, mais pas prédictible précisément : « Despite the progressive and incremental nature of the research, and the certainty that a disease gene existed, it was impossible to predict exactly when the Myotonic Dystrophy gene would be identified » (Atkinson, Batchelor & Parsons, 1997, p. 101).

16La conséquence en termes d'horizon de recherche est que l'on ne peut savoir quel délai sera nécessaire pour que la découverte ait enfin lieu. Ainsi, la découverte du gène n'est pas stricto sensu inattendue, mais bien plutôt imprédictible. L'incertitude porte non seulement sur le délai d'attente, mais aussi sur la forme de la mutation génétique attendue (Ibid., p. 102). Dans ce contexte, les comptes rendus déploient une rhétorique complexe où sont mises en avant la chance, la compétence et la prédiction. Nigel Gilbert et Michael Mulkay avaient précédemment montré que les comptes rendus de découverte mêlaient deux registres de langue (Gilbert & Mulkay, 1982). D'une part, on trouve ce qu'ils appellent la « rhétorique de la prédictibilité », c'est-à-dire des procédés visant à présenter la découverte comme le fruit d'une enquête scientifique à la fois classique et réussie. Parmi ces procédés, le « 'truth will out' device » permet de souligner le caractère nécessaire de la découverte sur le plan de la vérité scientifique. Une seconde rhétorique met en relief les éléments contingents ou subjectifs de la découverte : ils répondent aux questions « quand ? », « où ? », « qui ? » et « comment ? ». Les deux registres mis en évidence par Paul Atkinson, Claire Batchelor et Evelyn Parsons sont le « registre de l'enquête scientifique prédictive » (ou répertoire empirique) et le « registre de la chance » (ou répertoire contingent) ; ils impliquent des styles d'explication (styles of explanation) constrastés. Ce faisant, les trois auteurs reconnaissent l'influence de la SSK mais également, en amont, du modèle de Thomas Kuhn dans leur compréhension du « contexte de découverte », mais c'est pour mettre en avant la virtuosité interprétative des scientifiques dès qu'il s'agit du « contexte de justification » :

« In doing so we show how that discovery – from one perspective a predictable outcome of research within a normal-science paradigm – may also be a topic for considerable interpretative work by the scientists themselves, drawing on a variety of narrative devices » (Atkinson, Batchelor & Parsons, 1997, p. 103).

17Les éléments relevant du « registre de la chance » évoqués plus haut sont « encastrés » (embedded) à l'intérieur de considérations sur le caractère prédictible d'une découverte intervenue à l'issue d'une recherche méthodique, dans le cadre de la « science normale » théorisée par Thomas Kuhn. Les éléments prédictibles de la découverte, comme ses éléments imprédictibles, sont reconstruits rétrospectivement : « the narratives we have reported on suggest that what ‘counts’ as the relevant prediction or set of predictions may be found retrospectively […] the nature of the discovery itself is subject to post hoc accounting » (Ibid., p. 123). Cet aspect de « construction » sociale des résultats scientifiques rapproche les auteurs des constats du « programme fort » des Science studies.

Les présupposés du programme fort en matière de découverte scientifique

18Les trois sociologues se positionnent d'ailleurs clairement à l'intérieur du champ des STS, ce qui nous permet d'expliciter les présupposés du programme fort et de la « sociologie de la connaissance scientifique » (sociology of scientific knowledge, SSK) qui en découle. Pour la sociologie constructiviste de la connaissance, les découvertes scientifiques sont un processus d'interprétation et de représentation et non un simple évènement. Cependant, certaines découvertes sont prédictibles et d'autres non. Celles-là confirment les théories dominantes, quand celles-ci les remettent en cause. Les découvertes anticipées (comme celle du gène responsable de la dystrophie myotonique) répondent aux attentes que les scientifiques nourrissent à l'égard du monde physique et s'inscrivent dans le cadre de la science « normale » décrite par Thomas Kuhn. Elles n'exigent pas la réinterprétation requise à la suite d'observations relevant de la science « révolutionnaire » (Kuhn, 1962). Pour la sociologie constructiviste de la connaissance, une découverte scientifique n'est pas un évènement isolable dans la nature. C'est un ensemble de définitions-interprétations – souvent rétrospectives – à l'intérieur d'un ou plusieurs réseaux scientifiques (Brannigan, 1981), ou encore un processus intégrant la réception et la validation des résultats. Barry Barnes suggère qu'on ne peut considérer la découverte comme un évènement singulier qu'à la condition d'en faire un phénomène psychologique. Or, puisque la SSK apporte l'évidence qu'il s'agit d'un fait essentiellement social, on peut selon lui abandonner le terme « découverte », que l'on associe trop facilement à la psychologie du sujet (Barnes, 1982). Les découvertes sont constituées au fil d'un long processus organisationnel et institutionnel (publications, conférences, comptes rendus, annonces, conflits). La SSK adopte une position sceptique à l'endroit de la découverte scientifique et s'oppose par principe à toutes les analyses non-sociologiques du travail scientifique. En particulier, les découvertes scientifiques ne sont pas reçues par la communauté scientifique de manière univoque (Brannigan, 1981). Les annonces de découvertes rythment la vie des communautés scientifiques. Revendiquer une découverte est souvent un moment charnière dans une carrière et pour le groupe de recherche. Mais quels sont les facteurs sociaux et les facteurs individuels auxquels on peut raisonnablement accorder un pouvoir explicatif ?

Facteurs sociaux vs facteurs individuels : comment expliquer l’occurrence d’une découverte imprévue ?

Les implications du modèle de la sérendipité

19Le modèle de la sérendipité a des implications décisives, dans la mesure où l'administration et l'organisation de la recherche scientifique font face à un arbitrage entre investissements et performance. Qu'un bon nombre de découvertes soit dû à des accidents et à la « sagacité » du découvreur, cela peut tout à fait intéresser l'historien des sciences, mais, à l'échelle des organisations et des communautés engagées dans le processus de recherche, cela pose des défis administratifs importants. Si le modèle de la sérendipité est juste, il s'agit de créer l'environnement propice à la sérendipité. C'est l'objet du chapitre X du livre d’Elinor Barber et Robert K. Merton, The Travels and Adventures of Serendipity :

« [r]esearch administrators may be authoritarian or they may be permissive, they may see the interests of the individual scientists as being identical with those of the organization as a whole or they may not, and such preferences for relative autonomy and independence or for relatively rigid control may be refracted through the problem of the legitimacy or desirability of serendipity » (Barber & Merton, 2006, p. 199).

20C'est aussi la question que se posent Ulrike Felt et Helga Nowotny à la fin de leur article consacré à la découverte des supraconducteurs à haute température (Felt & Nowotny, 2009, p. 20). Cette découverte entre dans la catégorie des découvertes inattendues mais pas dans celle, plus restreinte, des découvertes sérendipiteuses, contrairement à ce que semblent suggérer les deux sociologues. En effet, les découvreurs (Berdnoz et Müller, récompensés par le Prix Nobel de physique en 1987) étaient convaincus qu'ils découvriraient de tels matériaux ; la surprise est surtout venue des scientifiques extérieurs au projet de recherche, pour plusieurs raisons. La découverte était en contradiction avec le savoir scientifique de l'époque ; les découvreurs étaient des outsiders travaillant dans un lieu peu propice à une découverte d'une telle ampleur (le laboratoire IBM de Zurich). Une fois l'effet de surprise passé, l'annonce de la découverte et des avancées techniques qu'elle laissait présager ont suscité un intérêt considérable dans le monde entier, à la fois dans la communauté des physiciens, dans l'opinion publique et au niveau politique. Les cinquante-trois scientifiques interviewés entre mai 1988 et le printemps 1989 au sujet de la découverte de Müller et Berdnoz sont en accord sur le fait que l'absence de financement a, paradoxalement, joué en faveur des deux physiciens : puisque personne ne croyait une telle découverte possible, elle ne pouvait avoir lieu que dans un laboratoire peu financé et relativement indépendant. Ulrike Felt et Helga Nowotny expriment en termes plus généraux le problème de la science moderne :

« Modern science in its strictly planned, publicly financed, and well-managed way has become nearly entirely dependent on what can be expected or foreseen. The question is whether there are better structures than the present ones to allow for success to be planned or whether serendipity or discoveries like that by Müller and Bednorz will remain as unpredictable as ever » (Felt & Nowotny, 2009, p. 19).

21Le problème est donc le suivant : comment le système de la science moderne peut-il intégrer l'imprévisible ou bien faciliter les découvertes imprévues (sérendipiteuses entre autres) ? Selon Ulrike Felt et Helga Nowotny, trois « ingrédients » qui ont contribué en 1986 à la réussite de Müller et Berdnoz au laboratoire IBM de Zurich peuvent être utilisés dans d'autres contextes : le premier est l'existence d'une niche institutionnelle (institutional niche), petite mais habitable ; le second élément est la mobilité (au double sens du « nomadisme académique » et de la mobilité des idées) ; le troisième élément est la combinaison d'un savoir public, partagé et du savoir particulier d'un individu grâce à la perspicacité, à l'expérience et aux compétences (insights, experience, and skills) de cet individu (Ibid., p. 20). La question de l'administration de la recherche scientifique englobe aussi les interrogations sur les découvertes indépendantes (à quels facteurs doit-on attribuer ces découvertes multiples et simultanées ?).

Comment rendre compte des découvertes multiples et indépendantes : génie, « zeitgeist » ou chance ?

22Les découvertes multiples et indépendantes sont relativement courantes dans la pratique (Garfield, 1980). À quels facteurs peut-on les attribuer : la créativité, le génie ? Les échanges académiques, les réseaux scientifiques ? La chance ? À la théorie qui attribue les découvertes au génie, Eugene Garfield donne le nom de « great man theory of history » ; à celle qui les attribue aux facteurs sociaux de « zeitgeist or social determinist theory ». Une troisième théorie, fondée sur le calcul probabiliste, peut être qualifiée de « chance theory » ; elle est représentée notamment par Dean Simonton (Ibid., p. 660). Chaque théorie valorise un élément d'explication, sans ôter aux autres éléments tout leur pouvoir explicatif. Pour Dean Simonton, la zeitgeist theory explique relativement bien les cas de découvertes multiples asynchrones, c'est-à-dire séparées dans le temps, mais pèche dans l'explication des découvertes multiples simultanées (Simonton, 1979). Dès les années 1950, Robert K. Merton s'était intéressé au phénomène des découvertes multiples. En 1952, dans l'ouvrage écrit en collaboration avec Bernard Barber (Merton & Barber, 1952), il avait listé 264 cas de découvertes multiples. Une décennie plus tard, il recommandait l'adoption d'une position médiane entre les deux théories dominantes à son époque pour expliquer ces découvertes : « the heroic theory centered on men of genius and the sociological theory centered on the social determination of scientific discovery » (Merton, 1961). Dean Simonton a soumis les 264 cas recensés par Robert K. Merton et Bernard Barber à un traitement statistique utilisant la distribution de Poisson (Simonton, 1978). Il obtient que la distribution des découvertes indépendantes ne permet pas de dire que les découvertes soient inévitables, comme le suggère la zeitgeist theory. La genius theory n'est pas davantage confirmée par ce traitement probabiliste. Finalement, il conclut à la validité supérieure du troisième modèle : « chance seems to have usurped the dominating position in explicating the appearance of multiples in the history of science and technology » (Ibid.). Ainsi, si aucun facteur n'est abandonné dans l'explication des découvertes multiples, la « chance » est celui qui a le plus grand pouvoir explicatif.

23Deux notions méritent encore d'être abordées : le hasard et la contingence. Elles le seront d'une manière qui ne vise pas à l'exhaustivité mais qui tente de mettre en avant d'autres types d'approches et d'autres programmes de recherche que ceux présentés jusqu’ici : pour ce qui est du hasard, nous avons retenu un travail d'histoire des sciences co-réalisé par un des grands noms de cette discipline en France (Mirko Grmek) ; la notion de « contingence » sera présentée dans le contexte particulier de la théorie dite « contingentiste » portée par un transfuge du programme fort, Andrew Pickering. Ce dernier développe des réflexions rafraîchissantes sur la science en général ; elles rejoignent en partie les préoccupations du programme fort et en partie celles de la théorie de l'acteur-réseau et ambitionnent d'imposer un programme « posthumaniste » aux science studies.

Prolongements disciplinaires et théoriques autour du hasard et de la contingence

Le hasard fait-il bien les choses ?

24Louis Pasteur, s’exprimant en tant que Doyen de la nouvelle Faculté des Sciences de Lille en 1854, prenait le soin de préciser que « le hasard ne favorise que les esprits préparés ». Se trouvait ainsi posée avec acuité la question des mérites propres du savant qui exploite un « accident heureux ». Louis Pasteur semble attribuer à l'homme, au scientifique, tout le mérite de la découverte : c'est l'esprit préparé qui fait la découverte. La question de l'attribution d'une découverte imprévue aux capacités propres du chercheur est aujourd'hui posée à nouveaux frais par les scientifiques eux-mêmes et les sociologues des sciences, comme nous l'avons vu : quel est la part du « génie » et celle des facteurs socio-techniques (réseaux scientifiques, moyens techniques et pouvoir institutionnel) dans une découverte scientifique imprévue ? Quelle est sa composition en termes cognitifs, sociaux et techniques ? Enquêtant sur le « rôle du hasard dans la naissance du modèle de l'opéron », les historiens Mirko Grmek et Bernardino Fantini ont été attentifs aux différents facteurs qui ont pu influencer la position des acteurs face aux observations les ayant amenés à produire des résultats scientifiques révolutionnaires:

« Lors de notre investigation, nous n'avons pas perdu de vue la logique inhérente à la tradition et à l'innovation des programmes de recherche, l'imbrication de l'expérimentation et de la théorisation, le milieu socioculturel, les échanges avec d'autres milieux, les trouvailles d'ordre technique et les particularités psychologiques des principaux protagonistes » (Grmek & Fantini, 1982, pp.  193-194).

25Mirko Grmek et Bernardino Fantini s'efforcent de définir avec précision le mot « hasard ». Le hasard est défini comme « une forme particulière de rencontre » entre plusieurs « séries causales indépendantes » au sens d’Antoine-Augustin Cournot. Partant, on ne peut considérer comme des évènements fortuits « par exemple l'arrivée à l'Institut Pasteur des chercheurs étrangers possédant des connaissances spéciales qui étaient particulièrement utiles pour les programmes de recherche en cours » (Ibid., p. 195) car ces évènements résultent de l'activation d'un réseau social et d'une politique de la recherche bien déterminées. De même, le hasard « psychologique » ou « intérieur » (selon la typologie de René Taton), c'est-à-dire « des idées appartenant à des matrices qui sont distinctes du point de vue de l'épistémologie mais qui se réalisent à l'intérieur d'une seule intelligence », doit être exclu de l'analyse car il est affaire de psychologue et non d'historien (Ibid., p. 195). L'histoire du modèle de régulation cellulaire dérivant de l'opéron est tout à fait exemplaire car elle implique une rencontre entre deux programmes de recherche. Le premier programme, conçu par Jacques Monod, est celui de l'induction enzymatique. Il se propose d'élucider les mécanismes cellulaires par lesquels la présence d'un substrat déterminé (notamment le lactose) peut « induire » une bactérie à produire une enzyme – la /3-galactosidase – qui permet l'utilisation de ce substrat. Le deuxième programme, lancé en 1949 par André Lwoff, s'attèle au problème de la lysogénie, l'une des deux modalités de la reproduction virale. La rencontre des deux programmes s'est faite « par un processus aléatoire, imprévisible par la causalité inhérente à chacune des trajectoires » qui a placé le hasard dans la « contemporanéité de la maturation de deux programmes » (Ibid., p. 203). Les programmes étaient en fait complémentaires quant aux outils conceptuels et expérimentaux et identiques quant au problème fondamental sous-jacent, celui de la régulation génétique. C'est sur ce dernier point que la réunion finale fut ressentie par tous les protagonistes comme un évènement inattendu et même en quelque sorte paradoxal. Cette réunion eut lieu au cours de l'été 1958 quand François Jacob, en préparant sa Harvey lecture, eut l'idée de pousser jusqu'aux dernières conséquences le parallèle entre le déterminisme génétique de la lysogénie et celui du système lactose. Il entrevit ainsi une triple conséquence qui fonde le modèle de l'opéron : 1) la régulation doit siéger au niveau des gènes et non pas dans le cytoplasme ; 2) l'action régulatrice doit s'exercer sur une structure commune à plusieurs gènes à la fois et 3) ce verrouillage doit se faire par un simple mécanisme d'interruption c'est- à-dire par le principe oui-ou-non (Ibid., p. 208). Ainsi, pour Mirko Grmek et Bernardino Fantini, c'est au hasard (et non à la chance) qu'il faut attribuer la rencontre de deux programmes que rien ne semblait relier (ni au niveau des méthodes, ni surtout au niveau des principes théoriques) et la production d'un modèle de synthèse (le modèle de l'opéron). Il ne s'agit pas, comme dans les exemples précédents, d'une découverte au sens expérimental mais au sens théorique du terme : la production d'un modèle novateur et synthétique, capable de relier deux pans d'une même discipline, la génétique.

Un programme de recherche novateur : le « contingentisme » d'Andrew Pickering

26Mentionnons un dernier apport des STS à la compréhension des découvertes scientifiques et, plus généralement, de la science comme ensemble de savoirs et de pratiques. Andrew Pickering regrette que le programme fort ait éliminé la dimension matérielle de la pratique scientifique. La SSK, en se focalisant sur les actions humaines, ne permet pas de prendre au sérieux le caractère agentiel de la matière (material agency). Pour Andrew Pickering, la science se définit comme une zone de rencontre entre machines, façons de faire, théories, faits, relations sociales qui interagissent dans ce qu'il appelle « the mangle of practice » (Pickering, 1993). Il étend ainsi la notion de culture scientifique aux savoir-faire et aux relations sociales. Cette notion décrit l'ajustement entre la réalité vécue au laboratoire et les positions formelles à défendre au niveau d'un collectif de pensée, ou entre collectifs. En reconsidérant la matière, Andrew Pickering prône une analyse « posthumaniste » de la pratique scientifique et encourage le passage de ce qu'il appelle un « idiome de la représentation » (the representational idiom) à un « idiome performatif » (performative idiom) (Pickering, 2002, p. 414). Le premier est le mode opératoire traditionnel des Science studies, qui considèrent que l'objet de la science est de représenter le monde et d'en acquérir une connaissance ramifiée. Le second déplace l'intérêt vers l'ontologie et l'agency que l'on peut attribuer aux humains et à la matière. Pour Andrew Pickering, la cybernétique est la discipline phare de ce basculement : « Cybernetics […] is all about this shift from epistemology to ontology, from representation to performativity, agency and emergence, not in the analysis of science but within the body of science itself » (Ibid., p. 414).

27Ainsi, les réflexions d’Andrew Pickering nous déportent vers un continent qui se prête avec difficulté à l'exploration permise par les notions de « sérendipité », « chance  » ou « hasard ». Celui-ci met par contre en avant une notion proche, celle de « contingence ». La question de la contingence dans les sciences soulève deux problèmes : d’une part le problème du réalisme scientifique, d’autre part le problème du relativisme et de la rationalité scientifique. Le premier interroge le crédit que l’on est en droit d’accorder aux descriptions du monde que nous fournit la science contemporaine. Le second enjeu interroge le statut des méthodes, procédures, valeurs et normes diverses caractéristiques de notre science. Les démarches (et les résultats obtenus) sont-ils fondamentalement relatifs, auraient-ils pu être différents ? Le « contingentisme » auquel souscrit Andrew Pickering affirme la possibilité d’une science aussi performante et progressive que la nôtre mais radicalement autre en contenu (théories et résultats expérimentaux). À l'inverse, l’« inévitabilisme » maintient que « toute science qui se serait posée les mêmes questions que la nôtre doit inévitablement aboutir aux mêmes réponses fondamentales, ou à des réponses essentiellement compatibles avec les nôtres » (Soler, 2006). Le contingentisme affirme la possibilité d’une science alternative régulée par des méthodes et des standards d’investigation très différents de ceux de notre science moderne. Par exemple, le fait que la démarche expérimentale soit, depuis le xviie siècle, valorisée comme la méthode empirique la plus puissante dont l’homme dispose, serait un fait contingent. De manière évidente et même si le programme d’Andrew Pickering en est à ses premiers développements, cela remet clairement en cause la notion de « découverte expérimentale » ainsi que les concepts que la philosophie ou la sociologie utilisent pour éclairer la théorie et la pratique de la science moderne.

Conclusion

28Cet article s'efforce de montrer que des notions apparemment aussi proches que celles de « sérendipité », « hasard », « chance » et « contingence », sont en réalité l'objet d'appropriations différenciées selon que l'on se situe dans l'un ou l'autre des programmes théoriques des science studies (faible, fort, contingentiste). Le serendipity pattern de Robert K. Merton est pris entre deux feux : l'approche inductiviste, positiviste et baconienne de la connaissance scientifique d'une part, l'approche sociologiste, constructiviste et relativiste de la SSK d'autre part (Campa, 2008, p. 81). D'une manière générale, les sociologues qui s'intéressent aux découvertes imprévues sont plus proches du second pôle que du premier, car ils ont pour objet des phénomènes qui avaient été peu étudiés avant les années 1950. Quand elle étudie le processus de découverte scientifique, la sociologie et l'histoire des sciences prennent en compte les facteurs sociaux qui conditionnent la découverte, sans se satisfaire de l'explication par le hasard ou le génie seuls. Les scientifiques, bien que conditionnés par des facteurs sociaux (le langage, les connaissances et les schèmes conceptuels partagés, les intérêts, les facteurs organisationnels et institutionnels), n'en demeurent pas moins surpris par certaines de leurs observations. Les faits observés ne sont pas nécessairement contenus dans les théories déjà établies, ce qui a pour conséquence la modification permanente de ces théories, voire leur invalidation. Notre faculté d'observation est en partie indépendante de notre appareil conceptuel. C'est là que se loge la possibilité – et la chance – que représentent les découvertes inattendues.

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Notes

1 « The serendipity pattern refers to the fairly common experience of observing an unanticipated, anomalous and strategic datum which becomes the occasion for developing a new theory or for extending an existing theory » (Merton R. K., 1948, « The Bearing of Empirical Research Upon the Development of Sociological Theory », American Sociological Review, vol. 13, p. 506).

2 Cette citation et les suivantes sont extraites de Bernard (1966 [1865], pp. 215-216).

3 Voir par exemple : « Les idées expérimentales naissent très souvent par hasard et à l'occasion d'une observation fortuite ».

4 La phrase, citée et traduite par François Chazel (Chazel, 2006, p. 215) est issue de l’ouvrage de John Ziman (2000).

5 « L'acte de découverte échappe à l'analyse logique » (traduit depuis Reichenbach, 1951, p. 231).

6 « It seemed to us that a detailed comparison of Dr. Thomas' and Dr. Kellner's experiences with the floppy-eared rabbits offered a quasiexperimental opportunity to identify some of the factors that contribute to a positive experience with serendipity in research and some of the factors conducive to a negative experience with it » (Barber & Fox, 1958, p. 129).

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Pour citer cet article

Référence électronique

François Lavie, « La surprise du découvreur », SociologieS [En ligne], Dossiers, Pourquoi parle-t-on de sérendipité aujourd’hui ?, mis en ligne le 19 novembre 2013, consulté le 02 décembre 2020. URL : http://journals.openedition.org/sociologies/4493

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Auteur

François Lavie

École normale supérieure de Cachan, France - francois.lavie@ens-cachan.fr

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