L’imagination scientifique (Gerald Holton)

Qu'est-ce que l'imagination du chercheur scientifique ?
Il n’y a en science de consensus que sur l'importance de l'observation et de l'expérimentation. Mais toute expérimentation est faite pour vérifier une hypothèse qui devient une  théorie par confirmation expérimentale. Il est bien établi comment on vérifie la validité d'une hypothèse par la méthode hypothético-déductive.

Mais personne n'explique comment le chercheur parvient de l'observation à l'hypothèse. Seules l'intuition ou l'imagination du chercheur sont en cause dans la conception d'une théorie.
Gerald Holton, professeur de physique et d’histoire de science à l'université de Harvarda essayé de répondre à cette question dans son livre "The scientific imagination". Il a étudié la genèse des grandes découvertes de la physique depuis ses origines jusqu'au début du vingtième siècle, sur la base de la vie et des pensées des grands chercheurs en physique. Il a créé ainsi une nouvelle approche de l'épistémologie qu'il appelle analyse thématique.

Les themâta ou thèmes épistémologiques.

Holton a écrit:Dans beaucoup (peut-être la plupart) des concepts passés et présents, méthodes et propositions ou hypothèses de la science il y a des éléments qui fonctionnent comme des "themâta" contraignant ou motivant l'individu et parfois guidant (normalisant) et polarisant la communauté scientifique. Dans sa propre présentation publique de son travail et dans toute discussion scientifique ultérieure, ces questions ne sont pas explicitement mentionnées par le scientifique.
Une trouvaille de l'analyse thématique … est le couplage fréquent de deux thèmes en mode antithétique, comme quand un promoteur du thème de l'atomisme se trouve confronté au promoteur du thème de la continuité. Les couples antithétiques - tels que évolution et régression, constance et changement , complexité et simplicité , réductionnisme et holisme , hiérarchie et unité, l'efficacité des mathématiques  par rapport à l'efficacité des modèles mécanistes - ne sont pas trop difficiles à discerner …
J'ai été impressionné par le petit nombre de thèmes qui existent- au moins dans les sciences physiques. J'en ai trouvé environ 50 simples et doubles et occasionnellement  triples jusqu'à présent, et je suppose que le total se révélera être inférieur à 100. L'apparition d'un nouveau thème est rare….
La persistance dans le temps, et la propagation dans la communauté à un moment donné, de ces thèmes relativement peu nombreux peuvent être ce qui procure à la science, malgré toute sa croissance et transformation, son identité constante.

On ne peut pas manquer de constater le rapport analogique qu'entretiennent les « themâtas » de Holton avec le temps et l'espace. Les thèmes antithétiques qui animent l'imagination du physicien sont peu nombreux parce qu'ils se rapportent aux sens paradoxaux, antithétiques, de la matière (inertie-énergie), de l'espace (ensemble-parties) et du temps (passé fini-futur indéfini).
L’imagination de l’ensemble précède la  formulation analytique d'une hypothèse. Le chercheur perçoit d’abord la solution, comme un ensemble cohérent de thèmes difficilement définissables. Le physicien les perçoit comme irrationnels ou il n'en prend même pas conscience. Les thèmes épistémologiques ont en effet la nature analogique et unificatrice des symboles. Ils sont comparables aux éléments des traditions et m’ont permis de les interpréter dans le cadre des trois principes de l’auto-organisation.

Holton a symbolisé les relations des themâta, qu’il a décrits comme doubles, antithétiques, ou triples, formant un ensemble, dans l’image de couverture de son livre par trois colombes imbriquées avec trois chauves-souris. Il est intéressant de remarquer  que la chromodynamique quantique parvient à une structure analogue de la particule fondamentale, le proton. Elle le représente par trois quarks indissociables, non isolables, reliés par trois gluons. On peut se demander si cette théorie résulte de faits expérimentaux ou plutôt de la structure cognitive auto-organisée et donc de l’imagination du chercheur lui-même.