Pour tout esprit scientifique en formation souhaitant éviter les obstacles épistémologiques, Bachelard préconise quatre impératifs :
- réaliser une catharsis intellectuelle et affective,
- réformer son esprit,
- refuser tout argument d'autorité et
- laisser sa raison inquiète.
La catharsis intellectuelle et affective consiste à se déprendre de ses préjugés et de ses opinions (l'opinion ne pense pas pour Bachelard).
La réforme de l'esprit ensuite, consiste à éduquer l'esprit non pas en le saturant de connaissances, mais en lui apprenant à se réformer sans cesse et à éviter de s'enliser dans des habitudes intellectuelles.
Le refus de l'argument d'autorité consiste à rejeter tout argument qui ne tient qu'au respect dû aux autorités intellectuelles, et non à une démonstration logique ou empirique.
Enfin, l'inquiétude de la raison consiste à ne pas trop laisser sa raison en repos, à exercer son esprit critique et sa liberté de jugement.
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Dans La formation de l'esprit scientifique, Bachelard relève une dizaine d'obstacles épistémologiques que nous allons énumérer et rapidement décrire ensuite : l'expérience première, la connaissance générale, l'obstacle verbal, la connaissance pragmatique, l'obstacle substantialiste, le réalisme, l'obstacle animiste, le mythe de la digestion, la libido et enfin la connaissance quantitative.
L'obstacle de l'expérience première consiste à s'attacher aux aspects impressionnants d'un phénomène, ce qui évite d'en saisir les aspects importants du point de vue de la connaissance. L'une des conséquences de cet obstacle est encore perceptible en classe lorsque pour motiver les élèves, le professeur commence par réaliser l'expérience de l'explosion avant d'en faire l'exposé théorique. Les élèves se perdent dans leur imagination et s'intéresse davantage au fantasme lié à l'explosion plutôt qu'à son explication scientifique.
La connaissance générale consiste à généraliser trop vite, ce qui fait perdre de vue les caractéristiques essentielles d'un phénomène. Enoncer que tous les corps tombent dans le vide à la même vitesse ne permet pas de comprendre le phénomène d'accélération dû à l'attraction terrestre. L'énoncé laisse seulement penser que les corps ont une vitesse similaire.
L'obstacle verbal se produit lorsqu'on croit expliquer un phénomène en le nommant. Par exemple, Réaumur se servait de l'éponge pour expliquer comment les nuages faisaient tomber la pluie. Un mot et une image tiennent alors lieu d'explication. On peut cependant souligner ici que l'image selon Bachelard peut servir à la compréhension, mais à condition toutefois qu'elle soit précédée de l'explication théorique.
La connaissance pragmatique consiste à expliquer un phénomène à partir de son utilité, ce qui revient à faire comme si toute chose avait une utilité précise par rapport à nous. Il est par exemple courant à l'époque d'expliquer les raies du potiron par le fait qu'il devait ainsi être partagé en famille.
L'obstacle substantialiste consiste en la recherche d'une substance, c'est-à-dire d'un support matériel, pour rendre raison d'un phénomène. On croyait par exemple au XVIIIe siècle que l'aimant était doté d'une colle : le flegme, qui devait expliquer l'action à distance de l'aimant.
Le réalisme chez Bachelard est un trouble lié à la possession. Certains alchimistes pensaient par exemple que l'or avait des vertus thérapeutiques.
L'obstacle animiste attribue à des objets inertes des propriétés des organismes vivants. Par exemple : au XVIIIe siècle, la rouille est considérée comme une maladie du fer.
Le mythe de la digestion conduit à penser que les phénomènes procèdent de la même manière que le corps humain, par ingestion, digestion et sécrétion.
La libido attribue des caractères sexuels à des phénomènes qui ne relèvent pas de la reproduction. Il s'agit d'une projection de fantasmes sexuels sur les phénomènes de la nature. Par exemple la sexualisation de la base et de l'acide du fait que la base soit un nom féminin et l'acide masculin. En conséquence le rôle passif est attribué à la base et le rôle actif à l'acide.
La connaissance quantitative porte également en elle un obstacle. Il ne s'agit pas de réfuter ce type de connaissance, la science moderne est née avec la mathématisation du réel permise par les instruments de mesure, mais de souligner un obstacle possible : celui de croire que la précision de la mesure donne la possession de l'objet.