L’INP peut aider à évaluer les recherches, à les réorienter et à en susciter de nouvelles. En effet, il apparaît qu’on n’a encore jamais démontré que les théories de base étaient pythagoriciennes (parfaitement exactes), même là où on a pu les valider expérimentalement. On ne sait donc pas encore, bien que ce soit là une expression courante, si elles sont « fondamentales » ou non. Il importe de poursuivre les développements observationnels puisque, tant que la ligne de réfutabilité de chacune des théories de base existantes (y compris celles qu’on a déjà invalidées sur une portion de leur ligne de réfutabilité) n’aura pas été explorée suffisamment, on ne sera vraisemblablement pas en mesure de savoir si l’une ou l’autre de ces théories est vraiment exacte et fondamentale. Il importe également de poursuivre la recherche de nouveaux modèles théoriques. Car on a toutes chances de trouver encore, à long terme, des théories mathématiques plus puissantes que celles qui existent présentement, c’est-à-dire plus intégrantes, et donc plus susceptibles d’aider à comprendre le développement conjoint de la recherche scientifique et de ses résultats. 

            Deux types de recherche seront considérés ici afin d’illustrer l’une ou l’autre de ces considérations théoriques dans la recherche actuelle. D’abord, on verra que le récent programme de recherche d’Alan Kostelecky va dans le sens de reconnaître l’emplacement exact du seuil de réfutabilité potentielle de la théorie de la relativité. On insistera sur l’intérêt de poursuivre ce type de recherche tout en soulignant l’importance de l’élargir. Par ailleurs, on insistera également sur la portée de la démarche théorique de Mordehai Milgrom qui, en 1983, a proposé une modification de la dynamique newtonienne (et en même temps relativiste) aux échelles galactiques et extragalactiques afin de résoudre de façon originale la fameuse énigme de la masse invisible. Comme dans le cas précédent, une théorie fondamentale est donc remise en question mais, en outre, une modification profonde de la représentation même de la réalité est directement en jeu.  

            1. Un nouveau type de recherche de réfutabilité 

            Selon Alan Kostelecky, il se pourrait que la relativité restreinte, notamment là où elle coïncide avec la théorie newtonienne, ne soit qu’une approximation des lois de la nature et que sa validité soit dépendante des échelles de grandeur spatiotemporelles. Cela signifie donc, selon lui, que certaines des bases de la physique sont fausses. Ce chercheur a ainsi suscité et mené de façon systématique de nouvelles recherches expérimentales, toutes dans le but de prendre en défaut certains principes considérés jusque-là comme fondamentaux. En outre, il devient possible d’utiliser en ce sens certains résultats expérimentaux déjà obtenus mais laissés inexploités1.  

            Il arrive en effet, ainsi qu’il a été mentionné plus haut, qu’on obtienne des écarts par rapport aux prédictions théoriques et qu’on ne dispose encore d’aucune théorie meilleure susceptible de fournir des prédictions plus en accord avec les observations. Alors on tend à négliger de voir les écarts observés comme une réfutation et on tend à les attribuer à des erreurs de manipulation ou à des perturbations inconnues2

            Grâce au programme de recherche de Kostelecky, plusieurs tests du principe de relativité (galiléenne ou einsteinienne) pourront être réalisés, qui auraient pu être réalisés déjà avec les méthodes et les instruments existants, mais qui ne l’ont jamais été, faute de motivation suffisante. Et, si les résultats ne sont pas concluants à court terme, ils pourront l’être à moyen ou à long terme, lorsque des procédés ou des instruments plus puissants deviendront disponibles. On n’a encore aucun résultat d’observation lorsque la situation nécessite une précision de 10-19 m. Et, s’il s’agit de mesurer d’après d’autres dimensions que la longueur spatiale, la limite de précision correspond à environ 10-8 ou 10-10 (dans l’unité de mesure internationale appropriée). Cela constitue notre limite actuelle d’observabilité effective. Cependant on peut savoir, d’après l’expérience passée, que cette limite est sans doute provisoire. 

            Il est assez clair que Kostelecky présente son programme de recherche conformément à l’interprétation pythagoricienne des lois physiques puisque le but visé est de prouver le caractère approximatif d’une théorie de base. La démarche suppose donc que cette théorie est exacte et que la charge de la preuve revient à celui qui veut en prouver le caractère approximatif.  

            Toutefois rien n’empêche de voir une telle recherche comme allant tout à fait dans le sens de l’INP. Le programme de Kostelecky apparaît comme une première dans l’histoire de la science. C’est, en effet, la première fois qu’on explore aussi systématiquement la ligne de réfutabilité d’une théorie jugée fondamentale. De plus, son programme de recherche conduit à prendre acte du développement observationnel et en quelque sorte à le stimuler pour le faire avancer plus vite et, donc, à rendre effectif plus vite ce qui n’est encore que potentiel. Il contribuera sans doute à tirer ce développement en avant afin de rapprocher la limite d’observabilité effective du seuil de réfutabilité potentiel d’une théorie qui n’a encore jamais été réfutée.  

            Dans l’histoire de la recherche, le développement conjoint s’est fait surtout à l’aveugle, un développement théorique imprévu suscitant un développement observationnel corrélatif, ou vice versa. Cette fois, le chercheur n’attend pas que le développement observationnel soit motivé par l’émergence d’une nouvelle théorie et décide de le tirer en avant en innovant, sinon sur les instruments, du moins sur le type de programme de recherche. 

            Selon l’interprétation non pythagoricienne de la recherche courante, l’existence de ce programme de recherche signifie que le développement conjoint à venir se fera plus consciemment et plus délibérément que par le passé et, sans doute, par le fait même, plus efficacement. C’est ce qui permet de prévoir que, même si le programme particulier de Kostelecky devait avorter, il y aurait sûrement d’autres programmes similaires qui lui succéderaient. Et, s’il devait réussir, son succès même en garantirait la poursuite sous d’autres formes, c’est-à-dire concernant d’autres théories ou principes de symétrie de base, ou d’autres portions de la ligne de réfutabilité effective des théories ou des principes de symétrie, en somme de toutes les théories qui sont dites fondamentales, donc des grands principes de conservation (de l’énergie, de l’impulsion, de la charge électrique, etc.) et des théories de jauge en général, puis d’autres principes qui leur succéderont dans l’avenir et ainsi de suite, jusqu’à l’émergence possible d’une théorie qui serait enfin conforme à l’IP et qu’on pourrait considérer alors, peut-être, comme tout à fait exacte et définitive.

            2. Une remise en question de la représentation actuelle de la réalité physique 

            On a remarqué que, d’après les observations astronomiques effectuées, ce qu’on appelle la matière invisible n’est pas répartie au hasard mais qu’elle augmente de façon approximativement proportionnelle à la distance au centre des galaxies ou des amas galactiques. Cette coïncidence est d’autant plus troublante que la matière invisible semble par ailleurs interagir très peu avec la matière ordinaire. 

            En se basant sur ces faits, Mordehai Milgrom a supposé que les lois de Newton ne s’appliquent pas à l’échelle du cosmos et qu’elles doivent être modifiées dans certaines conditions. Il a proposé une modification de la théorie newtonienne, qu’il a appelée la théorie MOND (Modified Nonrelativistic Dynamics). Il précise que cette nouvelle théorie peut être interprétée de deux façons distinctes : soit cette théorie est vue comme modifiant la loi d’inertie, soit elle est vue comme modifiant la loi de la gravité. Selon lui, la théorie de la relativité restreinte n’est pas la première en cause parce que les vitesses impliquées demeurent assez petites. Il admet que la théorie MOND est partielle et qu’elle ne peut être considérée comme une théorie bien établie. Elle peut tout de même être vue comme une généralisation des lois de la mécanique newtonienne, valable lorsque les accélérations sont très faibles3

            La position de Milgrom consiste donc à supposer que, non seulement la théorie de la gravitation n’est pas une théorie pythagoricienne, mais qu’en outre, son seuil de réfutabilité a été largement dépassé par les observations déjà effectuées. Sa recherche peut être considérée comme portant sur le seuil de réfutabilité de la théorie newtonienne – qui serait ainsi réfutée (bien que cela ne soit pas effectivement reconnu encore) sur une autre portion de sa ligne de réfutabilité potentielle que celle où elle a déjà été réfutée –. La théorie MOND est basée sur les données d’observations astronomiques recueillies à partir d’un moment qui remonte aux années 1930. Ces données concernent des mouvements soumis à de très petites accélérations, si bien qu’elles n’ont jusqu’à présent jamais pu être recueillies dans un laboratoire sur la Terre ou près de la Terre4. Cette partie de la ligne de réfutabilité de la théorie newtonienne serait ainsi dépassée seulement lorsqu’on effectue des observations sur les vitesses de certaines étoiles ou des galaxies en général. Il en découle que le seuil de réfutabilité de la théorie de la relativité serait lui-même dépassé puisqu’il partage le même seuil avec la mécanique newtonienne pour les vitesses (et les accélérations) de cet ordre.  

            Ainsi que Milgrom le précise, la théorie MOND est en fait une loi phénoménologique, c’est-à-dire qu’elle est formulée de façon à décrire expressément certains phénomènes particuliers et sans renouvellement mathématico-théorique important. Elle est donc d’emblée conçue comme une loi approximative et ad hoc. Dans l’histoire de la recherche, cependant, les lois phénoménologiques se sont souvent avérées plus durablement valables que plusieurs théories jugées fondamentales, lesquelles sont tenues pour parfaitement exactes. Ainsi les lois de Kepler sont demeurées valides en tant que décrivant avec un bon degré d’approximation les mouvements planétaires dans un système stellaire (ou même des mouvements d’étoiles par rapport à des groupements d’étoiles), alors que les lois de Newton ont été invalidées de différentes façons. Certes, les lois de Newton demeurent elles-mêmes valides en tant qu’approximatives. Cependant c’est précisément la prétention à en faire des lois universelles et fondamentales qui apparaît comme résistant mal, à la longue, aux développements observationnels subséquents.

1 Kostalecky cherche à prendre en défaut deux principes fondamentaux de symétrie : la symétrie de Lorentz et la symétrie CPT. Cf. V. A. Kostelecky, Phys. Rev. D 69, 105009 (2004); Quentin G. Bailey and V. A. Kostelecky, Phys. Rev. D 74, 045001 (2006). 1

2 L’un des meilleurs exemples est l’hypothèse de la planète Vulcain afin d’expliquer l’avance du périhélie de Mercure. Voir la note 19. 2

3 Il s’agit des accélérations plus petites qu’environ 10-8 cm·s-2. Cf. M. Milgrom, Astrophys. J. 270, 365 (1983) ;

270, 371 (1983) ; 270, 384 (1983). M. Milgrom, Acta Physica Polonica, Vol. 32 (2001). 3

4 Tout ce qui est en mouvement près de la surface de la Terre se trouve accéléré, ne serait-ce que de façon minime et à peine mesurable, par l’action de la force gravitationnelle. 4