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Pour comprendre le concept de decouverte scientifique , il est necessaire de le resituer dans le contexte de la science moderne , telle qu'elle a emerge depuis la Renaissance . En effet, pour Francis Bacon , le projet de la science est de percer les secrets de la Nature, et d'en extraire tout le savoir possible. Dans cette demarche, la decouverte scientifique correspond a l'identification d'un fait ou d'un phenomene naturel original.

Pour que ce fait ou ce phenomene soit reconnu, il est necessaire que sa valeur universelle soit incontestable. Chaque decouverte est donc soumise a l'epreuve des faits, par confrontation a l'experience. Pour l'epistemologue Karl Popper , c'est la seule facon pour qu'une idee, aussi geniale soit-elle, ne reste pas a l'etat d'hypothese, mais qu'elle acquiert la valeur de decouverte.

Les decouvertes archeologiques, geographiques et paleontologiques ont un statut a part.

Decouverte et invention [ modifier | modifier le code ]

En principe on ≪ decouvre ≫ ce qui existait deja (un objet celeste , une loi de la physique ,  etc. ), on ≪  invente  ≫ quelque chose qui n'existait pas (une machine   , un procede   ,  etc. ). Toutefois, dans le cas particulier d'une chose enfouie dans le sol ( site archeologique , grotte ,  etc. ) ou sous une etendue d'eau ( epave , cite engloutie,  etc. ), la personne qui en a fait la decouverte est son ≪  inventeur  ≫.

Quatre modes [ modifier | modifier le code ]

Il y a quatre facons de faire une decouverte ^{[ 1 ]}  :

• par une recherche methodique (par exemple, la decouverte d' Uranus , de Neptune et de Pluton ) ;
• par un eclair de pensee (par exemple, l'≪ Eureka ≫ d' Archimede ) ;
• par un concours de circonstances (par exemple, la decouverte de la penicilline ) ;
• a la suite d'une erreur (par exemple, la decouverte de l'Amerique , ou les trois lois de Kepler ).

On regroupe generalement les trois dernieres facons ? non methodiques, accidentelles ? sous l'appellation de ≪ decouvertes faites par serendipite  ≫.

Decouvertes scientifiques accidentelles [ modifier | modifier le code ]

En astronomie [ modifier | modifier le code ]

• 1802. L'asteroide (2) Pallas par Heinrich Olbers . Decouvert fortuitement le 28 mars par Heinrich Olbers tandis que l'astronome tentait de retrouver Ceres a l'aide des predictions orbitales de Carl Friedrich Gauss. Charles Messier avait ete cependant le premier a l'observer en 1779 alors qu'il suivait la trajectoire d'une comete, mais il avait pris l'objet pour une simple etoile de magnitude 7.
• 1967. Les pulsars , par Jocelyn Bell et Antony Hewish . Les pulsars ont ete decouverts de facon quelque peu fortuite par Antony Hewish et son etudiante Jocelyn Bell qui etudiaient des phenomenes de scintillation refractive dans le domaine radio et avaient de ce fait besoin d'un instrument mesurant des variations d'un signal radio sur des courtes durees (une fraction de seconde). L'instrument a de ce fait permis de detecter la variation periodique d'objets qui se sont averes etre des pulsars.
• 1977. Les anneaux d'Uranus (planete). La decouverte ou redecouverte des anneaux d’Uranus est realisee par hasard le 10 mars par les astronomes James L. Elliot , Edward W. Dunham et Douglas J. Mink , embarques a bord de l' observatoire aeroporte Kuiper . Les astronomes veulent utiliser l’occultation de l’etoile SAO 158687 par Uranus pour etudier l’atmosphere de cette etoile. Or l’analyse de leurs observations met en evidence que l'etoile a ete brievement masquee a cinq reprises avant et apres l’occultation par Uranus ; les trois astronomes concluent a la presence d’un systeme d’anneaux etroits.
• 2016. En septembre l’astronome amateur Victor Buso capture par hasard les images de la phase initiale de la supernova SN 2016gkg alors qu’il calibre son nouveau materiel ^{[ 2 ] , [ 3 ]} .

En chimie [ modifier | modifier le code ]

• 1811. La decouverte accidentelle de l' iode par Bernard Courtois . ^{[ref. necessaire]}
• 1963. L' electron hydrate . La decouverte et l'analyse du role des fragments de courte vie, tel que l'electron hydrate ont permis une meilleure comprehension de la chimie radioactive. Cette decouverte du ≪ nouvel ion ≫, on la doit a un chimiste, Edwin Hort , de la societe Argonne , qui en compagnie d'un collegue britannique realisaient des experiences sur la radiation pulsee de l'eau. A un moment donne, ils observerent une bande d'absorption bleue sur le spectrophotometre , c'etait la signature de l'electron hydrate. ^{[ref. necessaire]} .
• L' helium 3 superfluide par Douglas Osheroff ^{[ref. necessaire]} .
• 2002. Le protonium ^{[ref. necessaire]} .

En physique [ modifier | modifier le code ]

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• 1896 : decouverte de la radioactivite par Henri Becquerel .
• 1936 : decouverte du muon par Anderson et Neddermeyer . Cette particule aux proprietes inattendues a ete decouverte parmi les rayons cosmiques qu'etudiaient ces deux physiciens. En apprenant la nouvelle, le Nobel Isidor Isaac Rabi s'est exclame ≪  Who ordered that?  ≫ (≪ Qui a commande ce truc-la ? ≫).

Validation d'une decouverte scientifique [ modifier | modifier le code ]

Une decouverte scientifique doit etre formalisee par une theorie validee par l'experience. L'experience consiste a identifier un signal correspondant a la theorie. Cependant, l'experimentation est toujours soumise a un bruit , qui peut masquer plus ou moins le signal , voire se faire passer pour un signal ( faux positif ). La notion de sigma, liee a l' ecart type , permet de qualifier la probabilite que le signal soit bien associe a la theorie. On distingue donc plusieurs niveaux de precision de mesure ^{[ 4 ]} lies a la fonction d'erreur de Gauss  :

• 1 sigma : 33 % de risque d'erreur (une chance sur trois) ;
• 2 sigma : 5 % de risque d'erreur (niveau de confiance moyen des sondages) ;
• 3 sigma : 0,3 % de risque d'erreur. Un signal a 3 sigma est considere par les chercheurs comme significatif, mais ne permet pas de valider officiellement une theorie scientifique ;
• 4 sigma : 0,006 % de risque d'erreur (une chance sur 15 000) ;
• 5 sigma : 0,00006 % de risque d'erreur (une chance sur deux millions). Permet de qualifier une decouverte scientifique. L'ordre de grandeur de la probabilite est celle d'un gain au loto ;
• 6 sigma : une chance sur 500 millions . Objectif de precision de certains outils industriels.

Pour evaluer la pertinence de leur mesure avec ≪  ${\displaystyle x}$ sigma ≫ pour un risque d'erreur ${\displaystyle R}$, les scientifiques utilisent la fonction suivante : ${\displaystyle R={\frac {1}{1-\operatorname {erf} \left({\frac {x}{\sqrt {2}}}\right)}}}$ ou erf est la fonction d'erreur .

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Bibliographie [ modifier | modifier le code ]

• Yves Agid , Le cerveau, cette machine a inventer : Comment naissent les grandes decouvertes , Albin Michel , 2023 , 208  p.

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Chronologie des grandes decouvertes scientifiques
• Decouverte de la penicilline
• Decouverte de la structure de l'ADN
• Liste des decouvertes et inventions liees au hasard
• Progres scientifique
• Histoire des sciences
• Invention (technique)
• Recherche scientifique
• Serendipite

Liens externes [ modifier | modifier le code ]

• Notices d'autorite  :

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• Ressource relative a la recherche  :
  • Stanford Encyclopedia of Philosophy
• Ressource relative a la litterature  :
  • The Encyclopedia of Science Fiction

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