Comment la philosophie aide à résoudre des énigmes en chimie | Avis

Nous pensons souvent que les problèmes sur lesquels les scientifiques s’interrogent sont résolus en faisant plus d’expériences, en révisant les théories scientifiques ou en développant des méthodes de calcul plus puissantes. S’il s’agit d’éléments essentiels du progrès scientifique, l’analyse philosophique est également un outil important.

Le paradoxe de Hund est l’un de ces problèmes scientifiques qui a attiré l’attention des philosophes. En 1927, Friedrich Hund montra que la description de la mécanique quantique d’une molécule chirale prédit comme son état le plus stable celui de la superposition de ses deux structures chirales.¹ Cela contraste avec les preuves empiriques, car les chimistes observent que les molécules ont l’une ou l’autre structure chirale.

Depuis, chimistes et chimistes quantiques ont proposé diverses réponses à ce paradoxe. Par exemple, certains soulignent la nécessité de prendre en compte les effets de l’environnement lors de la description de la structure d’une molécule. Les philosophes ont également tenté de donner un aperçu. Certains proposent que le paradoxe soit résolu si nous adoptons une interprétation particulière de la mécanique quantique (appelée interprétation hamiltonienne modale).² D’autres affirment plus généralement que le paradoxe est un cas particulier du problème de mesure en mécanique quantique (rendu familier par le chat de Schrodinger), et qu’en tant que tel le paradoxe de Hund devrait être examiné à travers la perspective des solutions existantes au problème de mesure.³

Comme le montre cet exemple, l’analyse philosophique d’un puzzle scientifique ne se résume pas à une simple évaluation des réponses scientifiques existantes. Entre autres choses, les philosophes examinent la signification et le développement historique des concepts impliqués dans la formulation d’un paradoxe spécifique, et regardent comment ce paradoxe peut se rapporter à d’autres problèmes scientifiques.

Qu’est-ce qu’un lien?

Un autre problème qui continue de déconcerter les chimistes concerne les liaisons chimiques.⁴ La liaison chimique est l’un des concepts les plus réussis en chimie, mais malgré (ou peut-être en raison de) la prolifération de définitions, de représentations et de descriptions de celle-ci, il est difficile de déterminer sa nature exacte. Les philosophes ont été intrigués par cela. Certains soutiennent que le problème est dû au fait que les scientifiques comprennent implicitement la liaison chimique de manières différentes, voire contrastées.⁵ Parfois, il est compris comme une chose matérielle entre des paires d’atomes qui composent une molécule. Alternativement, il est considéré comme un phénomène à l’échelle moléculaire qui peut même ne pas vraiment faire référence à une chose tangible qui – tout comme les atomes et les électrons – constitue une molécule.

Les philosophes analysent l’impact que les différents points de vue ont eu sur la compréhension scientifique des liaisons chimiques et éclairent les questions historiques et sémantiques pertinentes pour aider à clarifier leur nature exacte. Curieusement, le travail des philosophes sur ce problème montre qu’il existe certaines énigmes scientifiques qui sont également des énigmes philosophiques. L’ambiguïté autour des liaisons chimiques est dans une certaine mesure une question métaphysique sur ce qui existe et sur la nature et la forme des entités qui composent le monde. Par conséquent, examiner comment ces questions métaphysiques sont résolues en philosophie peut aider à résoudre les énigmes scientifiques connexes.

Bien sûr, aucune des idées que les philosophes fournissent sur ces problèmes ne règle jamais la question: c’est la science qui a le dernier mot sur la façon dont ils sont résolus.

Même si les chimistes ne s’en rendent pas compte, les outils qu’ils utilisent sortent largement de la boîte à outils du philosophe

En fait, je dois souligner que la poursuite d’une analyse philosophique des problèmes scientifiques n’est pas une activité qui est (ou devrait être) exercée exclusivement par des philosophes. Plutôt le contraire! Il est fascinant de voir à quel point l’analyse philosophique est impliquée dans la recherche scientifique. Même si les chimistes ne s’en rendent pas compte, les outils qu’ils utilisent pour évaluer les modèles, les théories et les hypothèses sont bien hors de la boîte à outils du philosophe. Cela comprend, entre autres, l’analyse logique des arguments, l’examen attentif des concepts scientifiques et de leurs significations, et l’évaluation critique des approximations et des idéalisations.⁶

L’analyse philosophique contribue donc de différentes manières à la résolution des problèmes scientifiques. Plus important encore, même lorsque les philosophes ne sont pas impliqués dans l’examen d’un problème scientifique spécifique, les scientifiques eux-mêmes – implicitement ou explicitement – utilisent des idées, des outils ou des méthodes philosophiques pour mieux comprendre les problèmes qui les troublent. Un échange entre la science et la philosophie est bénéfique non seulement pour les philosophes qui s’intéressent à la recherche de questions sur la science, mais aussi pour les scientifiques qui s’attaquent à des problèmes scientifiques complexes.

Les références

1 F Hund, Z. Phys., 1927, 42, 93

2 S Fortin, O Lombardi et JCM González, Étalon. Hist. Philos. Député, 2018, 62, 123 (DOI: 10.1016 / j.shpsb.2017.06.008)

3 A Franklin et VA Seifert, J. Philos. Sci., 2020, ISSN 1464-3537

4 L Zhao et al, Revues chimiques, 2019, 119, 8781

5 RF Hendry, Philos. Sci., 2008, 75, 909

6 Par exemple le chapitre 8 de: NC Norman et C Nicholas, Périodicité et éléments des blocs S et P. Presse universitaire d’Oxford, 2021