Epistémè - Les bases cognitives de la mauvaise compréhension de la théorie de l'évolution

Les bases cognitives de la mauvaise compréhension de la théorie de l'évolution

 

« …if you ask students who have taken college-level biology to explain the origin of a particular trait, most will produce explanations more consistent with pre-Darwinian biology than post-Darwinian biology… ». (Shtulman & Schulz, 2007)

« Natural selection is one of the core mechanisms of evolution, a unifying principle in biology, and the process responsible for the functional adaptation of biological organisms. Despite its centrality to understanding biological complexity and diversity and its key practical relevance to medicine, biotechnology, and agriculture, natural selection remains one of the most widely misunderstood concepts of contemporary science. Misconceptions about the process not only persist among the high school students and undergraduates who are the usual targets of instructional units focused on natural selection and evolution but, disturbingly, also among many of the post-secondary teachers who have been trained to instruct them on the topic. »  (Kelemen, 2011)

 

Pourquoi résiste-t-on aux arguments scientifiques ?

 

Une variété d’études concernant le raisonnement scientifique témoigne que la résistance à la science puise ses racines dans le développement cognitif de l’enfant et dans certains biais et tendances de notre pensée[1].

L’enfant possède des intuitions et forme des attentes qui lui permettent d’expliquer et de prédire les phénomènes naturels qu’il observe. Ces intuitions et attentes peuvent être plus ou moins structurées, prendre la forme de théories plus ou moins cohérentes ; elles restent toujours en arrière plan lorsque l’enfant, l’adolescent et puis l’adulte est exposé, dans le cadre de son éducation et de sa formation, à des explications et prédictions scientifiques.

L’acceptation des idées scientifiques dépend donc, du moins en partie, de l’existence de cet arrière plan, de sa compatibilité avec les idées scientifiques présentées et de sa « force » explicative.  

En d’autres mots, la mécompréhension de théories scientifiques n’est pas un produit exclusivement culturel, l’effet d’une éducation antiscientifique ou religieuse. Les bases naturelles de cette mécompréhension peuvent d’ailleurs expliquer le succès des idées ascientifiques, notamment en relation avec des théories particulièrement difficiles à digérer pour notre cerveau.

La théorie de l’évolution est parmi celles qui concentrent le plus de mécompréhensions, qui s’installent dès l’enfance et perdurent à l’âge adulte.

 

 

Spécificité de la théorie de l’évolution

La théorie de l’évolution est particulièrement vulnérable parce que plusieurs de ses assertions sont en conflit avec les intuitions et attentes qui se développent tôt chez l’enfant et persistent chez l’adulte.

Les enfants en âge préscolaire tendent spontanément à attribuer une finalité aux objets et organismes qui les entourent (les nuages sont pour faire la pluie, les lions sont pour le zoo) et à donner des explications créationnistes pour l’existence de ces mêmes entités. Ils attribuent aux organismes biologiques une sorte d’essence qui les identifie et rend difficile la compréhension des variations et de l’évolution.

Il faut ajouter à cela que la théorie de l’évolution est telle qu’il est difficile de l’évaluer par soi-même – ce qui est d’ailleurs vrai pour la plupart des théories scientifiques contemporaines. Nous sommes donc tous amenés à faire confiance à des sources fiables, dans le cas des théories scientifiques, idéalement, des scientifiques du domaine en question. Il s’agit d’une division du travail intellectuel à laquelle on ne peut pas échapper, mais qui comporte des problèmes ultérieurs dans la définition de ce qu’est une source fiable.

Cognitive developmental research suggests these everyday intuitive reasoning biases emerge early in development, persist covertly and sometimes overtly into adulthood (e.g., Kelemen & Rosset, 2009; Gelman, 2005; Legare & Gelman, 2008; Rosset, 2008; Shtulman, 2006) and represent default assumptions likely to influence the construction and persistence of students’ scientifically accurate causal theories about natural phenomena. Crucially, if they are unchallenged from early childhood, ideas derived from these deeply rooted biases may become so entrenched that their habitual nature creates a significant ongoing impediment to scientific literacy.” (Kelemen 2011)

« […] pour survivre, les premiers êtres humains ont eu besoin de développer des connaissances à propos des animaux et des plantes, en tant que sources potentielles de nourriture, de même qu’une connaissance des fonctions du corps et de la santé, pour se protéger. [1] »

 

Bien que rudimentaires, les enfants d’âge scolaire et préscolaire font déjà preuve de connaissances biologiques. Par exemple, ils reconnaissent aux plantes et aux animaux des propriétés communes, des propriétés du vivant.

Les enfants d’environ 5 ans attribuent aux êtres vivants  la propriété de grandir, la capacité de s’auto-réparer, le besoin de nourriture. Pour s’expliquer le monde du vivant, ces enfants tendent à faire référence à des propriétés téléologiques (« ça sert à »), à l’opposé des propriétés mécaniques attribuées aux objets, et à des propriétés vitalistes (la nourriture étant décrite comme une sorte de force vitale, qui maintient le corps en vie, le fait grandir ; la digestion, comme ce qui permet à la plante ou à l’animal d’embarquer de l’énergie ; la maladie et la mort comme une perte de force vitale).

D’autres observations confirment que les enfants âgés de 5 à 7 ans n’adoptent pas la même forme de causalité pour les objets et pour les êtres vivants : ils tendent à adopter des explications téléologiques pour rendre compte du fait que les plantes sont vertes (parce que c’est mieux pour elles), alors qu’ils adoptent des explications mécaniques et causales pour la même propriété lorsqu’elle est manifeste dans un objet : les émeraudes sont vertes parce qu’elles contiennent de petites parties qui leur donneraient cette couleur.

Les enfants font aussi preuve d’une tendance à classer le vivant en catégories, tels de précoces naturalistes. Mais cette capacité est influencée par leur environnement, et notamment par leur environnement culturel.

Partout dans le monde, les êtres humains divisent les organismes vivants selon des catégories qui sont hiérarchisées, mutuellement exclusives et dominées par l’entrée par l’espèce générique (chien, pommier). Les taxonomies employées de manière intuitive  tendent aussi à ressembler aux taxonomies scientifiques. L’étude de ces classifications aux Etats-Unis, au Mexique, auprès des natifs américains et d’autres populations, a cependant montré que les populations qui sont les plus scientifiquement éduquées (Européens, Américains) ne connaissent pas  les plantes et les animaux qui les entourent, du moins pas autant que ces autres peuples..

Dans leur classification du vivant, les enfants ne se limitent pas à observer les caractéristiques externes des organismes, mais se représentent aussi d’autres propriétés ineffables. Ils assument que chaque espèce, entité biologique, a une « essence » invisible. Cette essence a un pouvoir causal : elle est responsable non seulement de l’apparence, mais aussi du comportement de l’entité biologique. « L’essentialisme est la vision selon laquelle certaines catégories possèdent une réalité sous-jacente, une vraie nature qui ne peut pas être observée directement mais qui donne à l’objet son identité.. »[1]L’essence est en outre stable et inhérente, en quelque manière, à l’animal, et se transmet d’une génération à l’autre. Même sans être capable de l’exprimer verbalement ou de se la représenter explicitement, les enfants font preuve de cette attitude essentialiste, et de nativisme, avant de recevoir une éducation spécifique en biologie ; le nativisme a pu être mis en évidence chez des adultes et enfants de cultures aussi différentes que celles de Mongolie Occidentale, d’Inde, de Madagascar, du Mexique, des Etats-Unis.

Certaines études mettent en évidence que les enfants ont, même avant d’arriver à l’école, des idées sur la différence entre caractères héréditaires et contingents, innés et acquis. Prenons le cas d’un kangourou échangé à la naissance et élevé par des chèvres : est-ce qu’il saura sauter ou plutôt grimper ? Aura-t-il une poche ? (L’ « échange à la naissance » est un dispositif typiquement utilisé par les chercheurs pour investiguer sur l’attribution de propriétés essentielles.) Entre 4 et 6 ans, les enfants ont l’idée, correcte, que certaines caractéristiques d’un animal sont indépendantes de sa famille d’adoption. L’enfant considère que l’appartenance à l’espèce est stable et inhérente, en quelque manière, à l’animal. Cela vaut toutefois aussi pour des caractéristiques moins évidentes, et moins vraies, comme les langages : pour des enfants de 5 ans, un enfant qui change de famille à la naissance parlera la langue de ses parents biologiques et non celle de la famille dans laquelle il grandit. Du moins pour certaines catégories, les enfants semblent être plus nativistes que les adultes.

L’identité d’un animal tend en outre à résister à plusieurs transformations « imaginaires ». Elle survit notamment à la duplication de toutes ses caractéristiques externes (un loup dans la peau d’un agneau est encore un loup, un chat avec la queue d’un chien, le corps d’un chien, les pattes d’un chien, est encore un chat). Dans une expérience ultérieure, on fait croire à des enfants âgés de 3 à 6 qu’on peut copier n’importe quel objet : il suffit d’introduire un objet dans une machine spéciale. Les enfants se montrent intéressés pour obtenir la copie de l’un de leurs jouets… mais pas de leur doudou préféré. Quelque chose, invisible, insaisissable, rend le doudou unique et inégalable.

Les mêmes principes (le téléologisme, le vitalisme, l’essentialisme) qui structurent la connaissance du monde biologique de l’enfant  peuvent représenter des obstacles sur la voie du raisonnement scientifique en biologie, dès l’instant où la science moderne leur nie tout statut dans la compréhension scientifique de la transmission des caractères et de l’identité des différents organismes.

 

 

Quelques aspects du fonctionnement cognitif qui peuvent créer un obstacle à la compréhension de la théorie de l’évolution

 

Essentialisme 

L’essentialisme relatif aux espèces est considéré comme étant l’un des principaux obstacles à la compréhension de la théorie de l’évolution, et à l’idée d’évolution elle-même[2]. L’essentialisme peut être défini comme : « l’idée que les membres d’une espèce ont une nature interne, une essence, qui détermine l’apparence externe et le comportement de l’organisme. »[3] On le constate déjà chez les enfants d’âge préscolaire, qui attribuent aux individus une essence individuelle et semblent attribuer à l’espèce des caractéristiques invariables.  On le rencontre aussi dans le cadre de l’histoire des sciences biologiques.

  1. A noter que l’essence que les enfants attribuent à l’individu peut « battre » le constat de changements ayant trait à l’aspect physique de l’animal : un animal qui perd certaines de ses caractéristiques physiques et en acquiert de nouvelles ne change pas pour autant d’essence et donc d’identité – un chien reste un chien, même si ses traits ont changé. Ceci peut rendre difficile la conception de l’évolution d’une espèce en une autre, et renforcer donc une vision fixiste des espèces.

En ce qui concerne l’espèce, les enfants, mais aussi les adultes, peuvent concevoir qu’un animal présente des caractéristiques différentes du reste de l’espèce, mais tendent à nier que ce type de variation soit diffusée et probable.

  1. Le fait d’attribuer à l’espèce une sorte d’identité unique permet certainement de faire des prévisions correctes concernant les caractéristiques d’un organisme nouvellement rencontré. En même temps, cela risque aussi de cacher le fait qu’au sein d’une même espèce, il n’y a pas d’identité parfaite, mais de nombreuses variations, qui d’ailleurs jouent un rôle fondamental dans la théorie de l’évolution. Cet aspect de l’essentialisme peut donc faire obstacle à la compréhension des mécanismes darwiniens de l’évolution et jouer en faveur d’une vision transformiste mais non darwinienne – même si l’idée de changement et d’évolution est acceptée.

En effet, si on peut retrouver les traces de l’idée d’évolution des espèces chez les Grecs aux 600 AEC, cette idée est plutôt celle de la transformation de toute une espèce en une autre, donc d’une transformation de l’essence globale de l’espèce.

On constate d’ailleurs que le transformisme est fortement attirant lorsqu’on raisonne autour de phénomènes d’évolution, et que les métaphores transformistes (« Les papillons changent de couleur avec le temps ») dominent sur les descriptions correctes (« Les papillons plus sombres avaient plus de chances de se reproduire »).

 

Téléologie ou finalisme et intentionnalité

Plusieurs études ont mis en évidence que les étudiants (études supérieures et universitaires) ont tendance à avoir recours à des explications finalistes lorsqu’on leur pose des questions concernant l’origine des adaptations.

Une explication téléologique tend à expliquer une cause par rapport à ses effets, de manière à ce que l’effet devienne en quelque sorte la cause. Nous utilisons, et correctement, ce genre d’explications lorsque nous nous référons à des agents avec des intentions : je vais au zoo pour voir les lions, signifie que la cause de mon aller au zoo est l’intention de voir les lions. Les problèmes émergent lorsqu’on étend ce genre d’explication en dehors de son contexte. Par exemple, lorsqu’on cherche à expliquer l’existence d’un organe (les oreilles) ou d’un trait  biologique comme s’il répondait à une intention, l’intention de remplir une certaine fonction qui aide la survie par exemple.

Cette attitude est présente précocement, chez l’enfant d’âge préscolaire, qui en plus a tendance à attribuer ce genre d’explication aux organismes biologiques (ou du moins à leurs parties composantes) plus qu’aux objets physiques (les montagnes). En cela, les composantes des organismes biologiques sont traitées comme celles des artefacts. Il a été suggéré que le fait d’expliquer les organismes biologiques en termes téléologiques est une attitude naturelle et primitive. D’autres pensent au contraire que cette attitude est dérivée, notamment d’une attitude générale qui consiste à fournir des explications en termes de fonctions et d’intentions[4].

Les explications téléologiques sont de toute manière encore présentes, voire dominantes, chez les étudiants et perdurent souvent à l’âge adulte, suite à instruction explicite à la théorie de l’évolution et à ses mécanismes. Elles entrent en conflit avec les explications basées sur des causes proximales et sur des mécanismes évolutifs, mais elles ne sont pas incompatibles avec ces dernières. En pratique, il se peut que le même individu fournisse des explications différentes, tantôt téléologiques, tantôt évolutionnistes, en raison du contexte. Par exemple, une étude suggère que les explications téléologiques dominent lorsque les étudiants reçoivent, pour répondre à une question concernant une adaptation, des informations limitées. Le contexte peut donc jouer sur la capacité à mobiliser des explications évolutionnistes[5].

Les explications téléologiques peuvent prendre différentes formes. Elles peuvent inverser le rapport de cause à effet entre trait et fonction ; par exemple, dans la phrase « le long cou des girafes sert à atteindre les feuilles plus éloignées» la fonction (atteindre les feuilles plus éloignées) devient l’explication pour le long cou des girafes. Ou alors, elles peuvent mettre en avant le besoin (« les girafes ont développé un long cou parce qu’elles avaient besoin d’atteindre les feuilles les plus éloignées »).  On peut identifier des sous-catégories dans la catégorie des besoins ; l’une fondée sur la notion d’effort : l’effort d’atteindre les feuilles modifie le cou des girafes ; et l’une fondée sur la notion de design : la nature ayant par exemple répondu au besoin de la girafe en lui faisant pousser un cou suffisamment long.

Cette dernière est particulièrement proche des explications « intentionnelles » et en effet il peut être difficile de distinguer finalisme et vision intentionnelle, qui attribue à un agent (Dieu, Mère Nature, Gaia, …) . [6]

  1. Dans aucun de ces cas, l’explication ne fait référence à un mécanisme causal à proprement parler qui pourrait expliquer le changement. Ces explications rendent donc difficile la recherche de mécanismes causaux, car elles satisfont un besoin et ne poussent pas à aller plus loin.
  1. Les explications téléologiques ont tendance à s’accompagner de visions transformistes (non darwinistes) du changement : le changement a lieu au cours de l’histoire de vie de l’animal et se transmet d’une génération à une autre. En effet, comme l’essentialisme, cette vision téléologique est peu compatible avec l’idée de variation au sein de l’espèce, car l’espèce entière ressent le même besoin (d’un cou plus long).

 

En synthèse

On peut affirmer que les attitudes essentialistes, téléologiques et intentionnelles sont naturelles, présentes dès l’enfance et telles qu’elles influencent la formation d’intuitions et d’explications pour les phénomènes biologiques (l’origine des espèces et les mécanismes de leur changement et notamment leur évolution) ; elles ont tendance à persister à l’âge adulte en dépit d’années d’instruction, voire peuvent aider à mieux comprendre certaines résistances à la théorie darwinienne de l’évolution. En particulier :

- l’essentialisme favorise

  1. une vision fixiste (qui s’oppose à l’appréciation du changement et de la variation)  ET le recours, une fois le changement accepté, à des explications transformistes (qui s’opposent à l’explication du changement basé sur des variations internes aux espèces).

- l’essentialisme rend difficile la compréhension de

  1. l’existence de liens de parenté/homologies, produit d’une histoire évolutive.
  2. l’existence de liens de filiation entre espèces.

- le finalisme favorise

  1. des explications à priori des adaptations, basées sur le besoin et la fonction (en opposition à des explications mécaniques basées sur un mécanisme à posteriori) ;
  2. le recours à des visions transformistes et d’héritabilité des traits développés au cours de la vie (par manque d’alternatives, notamment : manque d’espace pour la notion de variation intra-spécifique).

- l’attitude intentionnelle favorise

  1. des explications qui se réfèrent à un agent en tant que cause des phénomènes observés (designer) (par opposition à des explications causales mécaniques) ; ces explications rejoignent les explications finalistes car l’agent répond à des besoins ou à des fins.

 

____________

*Il semble utile de préciser que le recours à la fonction n’est pas nécessaire lorsqu’il s’agit d’expliquer une adaptation : une adaptation remplit en effet une fonction et peut être décrite dans ces termes.

 

 


[1] Bloom & Weisberg 2009

[2] Shtulman 2006, Shtulman & Schulz 2007

[3] Shtulman & Schulz 2007

[4] Kelemen 2011

[5] Kampourakis & Zogza 2007

[6] Gregory 2009

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte