Pierre Maurice Marie Duhem (né le 10 juin 1861 et décédé le 14 septembre 1916) était un chimiste et philosophe des sciences français.
Entré premier au concours de l'École normale supérieure en 1882, Duhem écrivit une thèse en chimie critiquant Marcellin Berthelot, qui refusa la thèse et qui devait être son adversaire universitaire et idéologique toute sa vie.
Duhem ne put jamais être nommé à Paris, en partie à cause de ses idées politiques et religieuses car il était catholique pratiquant et anti-républicain. Il enseigna la chimie à l'Université de Bordeaux mais refusa un poste en histoire des sciences à Paris.
Opposé à toute interprétation matéraliste et réaliste de la chimie et de la physique, Duhem proposa une conception qu'on qualifiera ensuite d'" instrumentaliste " de la science dans La Théorie physique. Son objet et sa structure (1906). Selon l'instrumentalisme, la science ne décrit pas la réalité au-delà des phénomènes mais n'est qu'un instrument le plus commode de prédiction.
Il rejetait l'atomisme et l'interprétation réaliste de la mécanique statistique ou de la thermodynamique au profit de " l'énergétisme " de Wilhelm Ostwald. Il prit parti pour Ernst Mach et Josiah Willard Gibbs contre l'atomisme de Ludwig Boltzmann.
Un chapitre de La Théorie physique s'appelle " la Physique d'un croyant " et il défend l'idée que c'est le Cardinal Robert Bellarmin qui avait raison contre Galilée puisque la science ne doit que " sauver les apparences " (ou " sauver les phénomènes ") sans prétendre décrire la réalité ultime.
Duhem considère qu'il n'est pas nécessaire d'être croyant pour adhérer à sa théorie de la science, car la science n'a pas à se prononcer sur des questions métaphysiques. Mais il nie que la religion (et en particulier la religion catholique) soit un obstacle au progrès de la science, comme le prétend une certaine conception réaliste de la science (que l'on pourrait appeler scientisme) ; au contraire, il affirme que la religion catholique favorise le progrès scientifique.
À de nombreuses reprises dans La Théorie physique, Duhem se réclame de Blaise Pascal, savant et théologien. Si l'existence d'un ordre du monde ne peut aucunement être justifié rationnellement par le scientifique (c'est une question métaphysique et non proprement physique), en revanche c'est un objet de foi. Incapable de fonder cette conviction, le scientifique est également incapable de s'en défaire.
Il soutient aussi qu'il n'y a aucune " expérience cruciale " (contrairement à ce que disait Francis Bacon) en physique. Une expérience, une observation ou un fait ne peut pas suffire à trancher entre deux théories puisque chaque théorie peut s'adapter à une expérience récalcitrante en faisant d'autres aménagements, tels que la modification d'une hypothèse auxiliaire. Une proposition isolée n'est donc pas en jeu dans une expérience, c'est toute la théorie qui peut être confrontée à l'expérience.
La thèse fut reprise par Quine et est appelée " Thèse de Duhem-Quine " ou " holisme de la confirmation ".
Il fut aussi un historien des sciences, notamment dans son œuvre monumentale Le Système du monde. Histoire des doctrines cosmologiques, de Platon à Copernic (1913-1917) où il défend une interprétation continuiste du progrès scientifique et réévalue l'importance du Moyen Âge avant l'émergence de la science moderne.