samedi 25 juin 2016

L'empirisme modal

Je publie en avant première le texte de ma présentation au congrès de la société de philosophie des sciences qui se tiendra à Lausanne la semaine prochaine. Il s'agit en fait d'un résumé très succinct (20 minutes) de la partie principale de ma thèse. Les diapositives sont ici. Les titres correspondent aux changements de diapositives.

Bonjour à tous. Dans cette présentation je souhaite défendre une position originale concernant le rapport entre nos théories scientifiques et la réalité, que j'appelle l'empirisme modal.

Pour situer le cadre de la discussion, on distingue plusieurs positions concernant le statut des théories scientifiques :

  • le réalisme scientifique, qui affirme que nos théories sont vraies, et que c'est ce qui explique leur succès empirique
  • l'empirisme, qui affirme que toute connaissance provient de l'expérience.
Ces deux positions ne sont pas à strictement parler contradictoire, mais l'empirisme amène généralement une certaine suspicion à l'égard du contenu des théories qui va au-delà de l'expérience, et en particulier,
  • les objets ou propriétés inobservables postulés par les théories
  • l'idée qu'il y aurait une nécessité dans la nature, associée aux lois de la théorie
Selon des empiristes contemporains comme van Fraassen, nous ne sommes pas en position de savoir si nos théories sont vraies : tout ce que nous pouvons savoir, c'est qu'elles sont empiriquement adéquates, qu'elles « sauvent les phénomènes ». Le but des théories est de synthétiser les régularités dans nos observations, c'est tout ce qu'elles font, et leur succès empirique ne demande pas d'explication particulière.

Comme je vous l'annonçais, je vais défendre aujourd'hui un empirisme modal, c'est à dire une position empiriste qui accepte qu'il existe quelque chose comme de la nécessité dans la nature. En fait pour être plus précis, je vais défendre l'idée que l'adéquation empirique d'une théorie, vers lequel l'empiriste s'engage, devrait être compris en terme de nécessité : une théorie est empiriquement adéquate si elle sauve tous les phénomènes possibles.

Pour défendre cette position, il faut d'abord savoir ce qu'on entend exactement par « adéquation empirique d'une théorie ». Mais avant ça, on peut se demander : qu'est-ce qu'une théorie scientifique ?

Qu'est-ce qu'une théorie ?

Je propose de comprendre les théories scientifiques comme suit, en prenant comme cas paradigmatique les théories de la physique. Une théorie, c'est :

  • Un vocabulaire théorique (par exemple électron ou spin), un formalisme mathématique, et des lois exprimées à l'aide de ce formalisme
  • Ces éléments permettent de construire des modèles, qui sont des structures mathématiques destinées à représenter des situations concrètes, des domaines de la réalité. Par exemple, un modèle du système solaire dans la physique de Newton.
  • Les modèles sont mis en correspondance avec des situations concrètes, par exemple on va associer certaines propriétés du modèle à des instruments de mesure, et on va comparer nos observations expérimentales et les prédictions du modèle.
Alors c'est une façon un peu schématique de concevoir les théories. Il y a beaucoup de complications à chaque étape, comme des idéalisations, un savoir faire expérimental ou des techniques mathématiques etc., mais on va les ignorer ici. L'aspect important qu'il faut retenir, c'est qu'en général, une théorie scientifique ne décrit pas l'univers dans son ensemble. Elle s'applique plutôt à des situations particulières par l'intermédiaire de modèles qui représentent ces situations. Il faut distinguer les faits scientifiques, qui consistent à affirmer que certains modèles représentent certains domaine de la réalité, et la théorie elle-même, qui ne décrit rien, mais qui est plutôt un cadre permettant d'exprimer des faits.

Qu'est-ce que l'adéquation empirique ?

Maintenant qu'on voit mieux ce qu'est une théorie, on peut se demander : qu'est-ce que l'adéquation empirique ? Traditionnellement, on conçoit l'adéquation empirique en terme d'un hypothétique modèle de l'univers dont le contenu empirique correspondrait à tous les phénomènes observables de l'univers, qu'ils soient passés, présents ou futurs, et qu'ils soient effectivement observés ou non. C'est ainsi que van Fraassen conçoit l'adéquation empirique par exemple. Il suffit qu'une théorie soit capable de fournir un tel modèle de l'univers pour qu'elle soit empiriquement adéquate.

A mon avis cette conception traditionnelle pose plusieurs problèmes. D'abord, elle demande de distinguer ce qui est observable ou inobservable, pour pouvoir spécifier ce qu'est le contenu empirique d'un modèle, mais cette distinction est problématique. Les théories elles-mêmes ne proposent pas ce type de distinction, et on peut se demander si ce qu'on voit à travers une vitre, des lunettes, une loupe ou un microscope est toujours observable, et à partir de quand il s'agit de propriétés inobservables.

Un autre problème est que la notion d'observable semble apparemment modale : ce qui est observable, c'est ce qu'on aurait pu observer, même si on ne l'a pas fait. L'empiriste a besoin de cette notion s'il ne veut pas adopter une conception de l'adéquation empirique trop restrictive. Mais puisqu'il est généralement suspicieux à l'égard des énoncés modaux, de tout ce qui relève du possible et du nécessaire, on peut se demander ce qu'il veut dire par là.

Un troisième problème est qu'on semble cantonner le scientifique à une position de spectateur : ce qui compte, ce sont nos observations. Mais ça semble irréaliste. Généralement quand on applique un modèle théorique à une situation expérimental, les ajustements vont dans les deux sens : on intervient pour créer la situation qui correspond au modèle autant qu'on observe le résultat. Mais cette conception de l'adéquation empirique ne rend pas compte de l'intervention.

Enfin un dernier problème est que cette façon de voir les choses semble abstraite et déconnectée de la pratique. En général, on peut savoir qu'une théorie est empiriquement adéquate sans avoir besoin de construire un modèle de l'univers. On serait d'ailleurs bien en mal de construire un tel modèle. Quand on fait une expérience, on ne note pas forcément la date et le lieu précis de l'expérience pour la situer dans l'univers : ce qui compte, c'est que le résultat correspond aux prédictions, mais peu importe le lieu et le moment de l'expérience. On peut donc se demander s'il n'y aurait pas une façon plus directe de rendre compte de l'adéquation empirique sans faire appel à un hypothétique modèle de l'univers que personne ne connait.

L'adéquation empirique comme succès prédictif des modèles

Pour toutes ces raisons, il me semble que ce n'est pas la bonne façon de comprendre l'adéquation empirique, et qu'on devrait trouver une autre façon, plus proche de la pratique. Je propose de comprendre l'adéquation empirique en termes de succès prédictif des modèles de la théorie. Une théorie est empiriquement adéquate, si et seulement si :

  • quel que soit le modèle de la théorie,
  • quelle que soit la situation à laquelle ce modèle serait applicable,
  • les prédictions du modèle seraient correctes.

Une situation est un objet possible d'expérience dans le monde. Un modèle est applicable s'il représente correctement cette situation. Ce sont les scientifiques compétents qui en jugent : je délègue ces aspects à la philosophie de l'expérimentation.

Cette façon de concevoir l'adéquation empirique a plusieurs avantages sur la conception traditionnelle. Elle ne suppose pas de distinction entre observable et inobservable, on fait seulement référence aux notions d'application et de prédiction, qui relèvent de la pratique expérimentale. On peut donc tenir compte de l'aspect interventionniste de l'expérimentation. Enfin on évite d'avoir recours à un hypothétique modèle de l'univers que personne ne connaît vraiment, et donc on reste proche de la pratique. Mais on peut conserver l'idée que la théorie n'est pas seulement empiriquement adéquate quand on l'applique, mais partout dans l'univers, c'est à dire partout où on pourrait en principe l'appliquer.

Différentes formes d'empirisme

Un autre avantage de cette façon de voir l'adéquation empirique, c'est qu'elle nous permet de concevoir différentes formes d'empirisme, suivant le domaine des situations auxquelles on s'intéresse. Est-ce qu'on s'intéresse :

  • aux situations dont on a fait l'expérience jusqu'à présent ?
  • Aux situations dont on a fait ou dont on fera l'expérience ?
  • A toutes les situations passés, présentes et futurs de l'univers dont on pourrait en principe faire l'expérience, même si elles sont par exemple trop éloignées pour être observées ?
  • Ou enfin à toutes les situations qui pourraient se produire dans l'univers, même si elles ne se produisent pas ?
A chaque domaine de situations correspondent différentes versions d'empirisme. Je peux donc maintenant définir l'empirisme modal, qui est la position que je vais défendre : selon l'empirisme modale, nos théories sont empiriquement adéquates pour toutes les situations possibles, c'est à dire que quelle que soit une situation qui aurait pu se produire dans l'univers, où qu'on aurait pu produire par nos interventions, si un modèle de la théorie était applicable à cette situation, il aurait fait de bonnes prédictions.

On peut comprendre l'empirisme modal de manière intuitive de cette manière : imaginons que je lâche un objet. Je peux dire que la théorie gravitationnelle de Newton est empiriquement adéquate si elle décrit correctement la trajectoire de cette objet. Mais est-ce que la théorie de Newton aurait fait de bonnes prédictions si j'avais lâché l'objet un peu plus tôt ? L'empiriste traditionnel refusera de répondre à cette question : il considérera qu'un tel énoncé n'a pas de valeur de vérité. A l'inverse selon l'empirisme modal, la réponse est oui, la théorie aurait fait de bonnes prédictions.

Notez qu'on parle bien de possibilités physiques. Il est bien sûr concevable que la théorie n'ait pas fait de bonnes prédictions et que l'objet se soit mis à partir vers le haut, mais ce n'est pas une situation physiquement possible. L'empirisme modal est donc engagé envers l'idée qu'il y ait de la nécessité dans la nature. Mais à la différence d'un réalisme, nous n'affirmons pas que nos théories sont vraies, qu'elles décrivent correctement la nature de la réalité, on affirme seulement qu'elles sont empiriquement adéquates.

On voit que l'empirisme modal résout le dernier problème qui se posait aux conceptions traditionnelles d'empirisme : celles-ci affirment qu'une théorie est empiriquement adéquate pour tous les phénomènes observables de l'univers, c'est à dire les phénomènes qu'on aurait pu observé, même si on ne l'a pas fait par exemple parce qu'ils sont trop éloignés. Cette façon de voir est difficilement compréhensible si l'on est sceptique à propos des modalités, de ce qui serait possible, mais elle ne pose aucun problème à l'empirisme modal. L'idée, finalement, c'est de ne pas distinguer les situations qu'on aurait pu observé, même si on ne l'a pas fait parce qu'elles sont trop éloignées, des situations qu'on aurait pu produire.

Les arguments réalistes

Alors pourquoi être empiriste modal ? Et bien je pense que c'est une position qui peut répondre à la plupart des arguments du débat entre réalisme et empirisme.

Commençons par les arguments réalistes. Le principal argument réaliste est ce qu'on appelle l'argument du miracle. L'idée est la suivante : si nos théories se contentaient de synthétiser les régularités déjà connues, rien n'expliquerait qu'elles fassent de nouvelles prédictions, y compris quand on les applique au-delà du domaine déjà connu : ce serait un miracle. Le réalisme serait la seule explication à ce succès. Or c'est un fait que nos théories scientifiques continuent de faire des bonnes prédictions quand on les applique à de nouveaux domaines. Par exemple, la théorie de la relativité a correctement prédit la déviation de la lumière par les corps massifs comme le soleil, alors que ça n'avait jamais été observé avant.

Mais si on reprend notre définition de l'adéquation empirique, on voit que ce succès n'a rien d'un miracle : en effet une théorie est empiriquement adéquate si tous ses modèles prédisent avec succès pour toutes les situations. Pour savoir qu'une théorie est empiriquement adéquate, il faut donc de produire un raisonnement inductif, qui s'applique non seulement aux situations d'un certain type (ce qui permet de rendre compte des régularités déjà connues), mais aussi aux modèles, c'est à dire aux différents types de situations. Etant donné que la théorie fait de bonnes prédictions pour des types de situation suffisamment variés, on en infère qu'elle fait de bonnes prédictions pour tous les types de situations. Si la physique classique nous permet de construire des ponts à trois piliers, elle nous permettra aussi de construire des ponts à 4 ou 5 piliers, ou en utilisant de nouveaux matériaux. Les nouvelles prédictions que met en avant la théorie correspondent à des modèles de la théorie, à de nouveaux types de situations qui correspondent à des situations possibles, et donc si l'adéquation empirique demande de faire une induction sur les modèles, il n'y a pas besoin d'explication pour le succès de ces nouvelles prédictions.

Un deuxième argument, qui est plutôt un argument contre l'empirisme, est qu'il faut pouvoir rendre compte du discours scientifique, notamment le discours causal, et de la capacité des théories à produire des explications aux phénomènes. Il semble que les théories scientifiques n'ont pas seulement pour but de prédire, mais aussi d'expliquer. Le problème est que les explications ont souvent recours à des énoncés modaux : par exemple, on expliquera un incendie par le fait qu'il y ait eu une étincelle en affirmant « s'il n'y avait pas eu d'étincelle, il n'y aurait pas eu d'incendie ». On parle d'une situation possible qui n'a pas eu lieu. C'est peut-être un problème pour l'empiriste traditionnel de comprendre comment nos théories peuvent servir de support à des énoncés modaux, mais ce n'est pas un problème pour l'empiriste modal, puisqu'il accepte que ces énoncés modaux peuvent avoir une valeur de vérité. En effet, la situation pour laquelle il n'y a pas eu d'étincelle est une situation possible, et si la théorie est empiriquement adéquate, alors il n'y aurait pas eu d'incendie dans cette situation.

On voit que l'empirisme modal nous rapproche du réalisme. Mais on pourrait craindre qu'il devienne du coup victime des arguments contre le réalisme, et notamment de l'argument de la méta-induction pessimiste. C'est un argument qui est basé sur le changement théorique : la plupart de nos théories passées, même quand elles faisaient de nouvelles prédictions, ont finalement été abandonnées. On ne considère plus qu'elles sont vraies. Pourquoi n'en irait-il pas de même de nos théories actuelles ?

Si on transpose cet argument à l'empirisme modal, c'est en fait l'induction sur les modèles qui est menacée : la plupart des anciennes théories ont fini par ne plus être empiriquement adéquates quand on a étendu leur domaine d'application à de nouveaux types de situations. La théorie de Newton est incapable de faire de bonnes prédictions quand on l'applique à des trous noirs par exemple. Pourquoi n'en irait-il pas de même de nos théories actuelles ?

Je pense qu'il s'agit en effet d'un bon argument, mais il n'est pas si problématique appliqué à l'empirisme. Le problème pour le réaliste est qu'une théorie est vraie ou fausse : on ne peut pas dire qu'elle est vraie dans un domaine et fausse dans un autre, qu'il y aurait des forces de gravitation dans le système solaire, mais pas dans un trou noir. La théorie de Newton est purement et simplement fausse. Mais une théorie peut très bien être empiriquement adéquate dans un certain domaine, pas dans un autre, et approximativement adéquate dans des domaines limites. On peut donc affirmer sans problème que nos théories sont empiriquement adéquates pour un domaine d'expérience suffisamment large, qui trouvera sans doute ses limites, et nos anciennes théories sont toujours empiriquement adéquates dans leur domaine d'application.

Le scepticisme à propos des modalités

L'empirisme modal est donc en bonne position par rapport au réalisme. Il reste à voir comment il se comporte par rapport aux autres formes d'empirisme.

La principale différence est que l'empirisme modal accepte l'idée qu'il y ait une nécessité dans la nature, tandis que les empiristes traditionnels rejettent cette idée. Ils invoquent pour ça plusieurs arguments.

Un premier argument qu'on doit à Hume est que les rapports de nécessité ne nous sont pas donnés dans l'expérience. Pourquoi alors croire qu'il existe de telles choses ? Cependant, si l'on conçoit la nécessité comme ce qui est vrai dans toutes les situations possibles, il n'y a pas besoin de croire en une mystérieuse faculté de l'esprit pour comprendre qu'on puisse connaître les rapports de nécessité, pas plus que pour connaître des régularités : il s'agit simplement de rapports connus par induction sur les situations possibles. En testant notre théorie sur un nombre suffisamment varié de situations possibles, on en infère qu'elles prédisent avec succès pour toutes les situations possibles. On pourra rétorquer qu'une fois qu'on fait l'expérience d'une situation, ce n'est pas une situation simplement possible, mais actuelle. Mais ce n'est pas plus un problème que pour l'empiriste traditionnelle, qui effectue une induction sur toutes les situations observables : une fois qu'on en a fait l'expérience, ce n'est plus une situation simplement observable, mais observé. C'est tout simplement le principe de l'induction que d'étendre nos observations particulières à un domaine plus large. Ici nous l'étendons à toutes les situations possibles.

Un autre argument contre l'idée qu'il y ait une nécessité dans la nature, si l'on comprend la nécessité comme ce qui est vrai dans tous les mondes possibles, est qu'on ne peut observer les autres mondes possibles : ils sont causalement déconnectés du nôtre. Nous n'avons pas de « microscope modal » pour observer ces autres mondes possibles. Mais si l'on pense en terme de situations possibles plutôt que de mondes possibles, le problème ne se pose pas vraiment. On dispose évidemment d'un microscope modal pour observer les situations possibles qu'on souhaite : il suffit de les créer par nos interventions. On peut comprendre alors pourquoi les scientifiques, quand ils font des expériences, essaient de créer des situations artificielles, de contrôler les paramètres de l'expérience en les faisant varier : il s'agit de procéder à une induction sur toutes les situations possibles d'un certain type, et c'est ce type d'interventions qui permet de dégager des rapports causaux ou des lois de nécessité. Le but des scientifiques n'est pas simplement de rendre compte de ce qui se produit naturellement, mais de savoir ce qu'il se passe dans tous les cas possibles.

Enfin il est naturel de penser qu'une induction sur les modèles, dont on a besoin suivant notre définition de l'adéquation empirique, est une induction vers la nécessité. En effet, comment pourrions nous procéder à une induction sur les modèles de la théorie qui s'appliquent dans l'univers uniquement, alors que nous ne savons pas quels sont les modèles qui s'appliquent ou non dans l'univers ? Nous ne savons pas quelles situations sont actualisées dans les galaxies lointaines. La seule induction que nous pouvons faire est une induction sur tous les modèles, qu'ils s'appliquent dans le monde actuel ou non, c'est à dire une induction sur tous les types de situations possibles, et c'est donc une inférence vers la nécessité.

Inflation métaphysique et sous-détermination

Si les empiristes sont généralement suspicieux à l'égard de la nécessité, c'est parce qu'elle relève selon eux de « l'inflation métaphysique » : on postule des choses inobservables pour expliquer les phénomènes. On postule de la nécessité ou des objets inobservables pour expliquer les régularités. On pourrait exprimer cette idée d'inflation métaphysique par un argument de sous-détermination : nos postulats, quand ils relèvent de l'inflation métaphysiques, sont invérifiables par l'expérience, et on pourrait aussi bien faire des postulats différents qui rendent compte exactement des mêmes phénomènes.

Est-ce que la nécessité physique relève de l'inflation métaphysique ? Je ne pense pas que ce soit le cas. D'abord, elle n'a pas pour but d'expliquer les régularités, il s'agit seulement d'une régularité étendue à tous les possibles. Ensuite, je pense que les rapports de nécessité ne sont pas sous-déterminés par l'expérience.

Ou pour être précis, on peut distinguer deux types de sous-détermination : une sous-détermination hypothétique, qui consiste à affirmer qu'il pourrait toujours, en principe, exister une autre théorie qui rende compte des mêmes phénomènes, et une sous-détermination stricte, qui consiste à affirmer que nous pourrions nous trouver avec deux théories différentes, et que rien, aucune expérience, ne pourrait permettre de départager ces deux théories.

La sous-détermination hypothétique menace en fait toute forme d'induction ou d'empirisme. On peut toujours imaginer que nos théories ne soit pas empiriquement adéquates dans des domaines lointains, ou qu'elles cessent de l'être à l'avenir, et qu'une autre théorie le soit. L'adéquation empirique est sous-déterminée par les observations passées. Mais si nous pouvions connaître cette autre théorie, il nous suffirait de faire une expérience pour savoir laquelle est empiriquement adéquate : si les deux théories font des prédictions différentes dans une certaine situation, il suffit de mettre en œuvre cette situation pour éliminer l'une des deux.

A mon avis seule la sous-détermination stricte permet de distinguer ce qui relève de l'inflation métaphysique. Si aucune expérience possible ne peut nous permettre de départager deux théories, alors en effet, nous n'avons aucun moyen de savoir laquelle est vraie.

Mais la sous-détermination stricte ne concerne pas les rapports de nécessité postulés par nos théories. En effet, si deux théories postulent des rapports de nécessité différents, alors elles font des prédictions différentes pour certaines situations possibles. Et rien ne nous empêche de créer ces situations par intervention expérimentale pour savoir laquelle fait de bonnes prédictions : il n'y a pas sous-détermination stricte. En fait la seule façon d'avoir une sous-détermination stricte serait de savoir exactement quelles sont les situations qui sont instanciées dans tous l'univers, et de savoir que celles pour lesquelles nos théories font des prédictions différentes n'en font pas partie, si bien qu'aucune situation ne peut les départager. Mais c'est évidemment impossible. L'empirisme modal est donc dans la même position que les autres empirismes : toute sous-détermination reste hypothétique, et une fois qu'une sous-détermination est avérée, il est possible de la lever par nos interventions. Ce n'est pas forcément le cas du réalisme.

Finalement, le seul argument qui reste pour l'empiriste consiste à nier dès le départ qu'il existe quelque chose comme des situations possibles, des choses qui auraient pu se produire ou non, de la nécessité. Mais puisqu'il n'y a pas de sous-détermination, tout ça semble relever du postulat dogmatique. Et on peut faire valoir que les rapports de nécessité sont indispensables pour comprendre la pratique scientifique : le fait qu'on mette en œuvre des situations qui ne se produiraient pas naturellement pour tester nos théories par exemple. Le discours scientifique regorge de modalités, on l'a vu à propos des explications. Pourquoi alors ne pas prendre ce discours au sérieux ?

Les empiristes contemporains comme van Fraassen affirment qu'il faut interpréter littéralement le langage scientifique : quand les scientifiques parlent d'objets inobservables, ils affirment vraiment qu'il y a de tels objets dans le monde. Van Fraassen affirme seulement que nous ne sommes pas en position de savoir si ce qu'ils disent est vrai. Mais alors pourquoi ne pas avoir la même attitude envers le discours modal, et affirmer que les scientifiques parlent vraiment de choses qui auraient pu se produire, au lieu de considérer qu'ils ne parlent de rien de réel ?

On pourrait invoquer un argument de parcimonie : il est inutile de postuler l'existence de situations possibles, c'est moins parcimonieux. Mais remarquons que l'empirisme traditionnel adhère implicitement à l'éternalisme : il parle de phénomènes passés, présents, futurs, observés ou non. L'empirisme modal n'a pas besoin de postuler l'éternalisme : il peut simplement dire que nos théories font de bonnes prédictions pour toutes les situations possibles de manière générale, et il n'est pas certain que ce soit moins parcimonieux que l'éternalisme.

Conclusion : un réalisme pragmatique ?

Voilà, dans cette présentation j'ai défendu plusieurs choses.

  • L'idée que l'adéquation empirique est mieux comprise comme succès prédictif des modèles dans des situations variées plutôt qu'en faisant appel à un modèle de l'univers
  • Que cette conception s'accorde mieux avec un empirisme modal, suivant lequel nos théories font de bonnes prédictions pour toutes les situations possibles, puisqu'elle nous demande de procéder à une induction sur tous les modèles de la théorie, et qu'on ne sait pas quels sont les modèles qui s'appliquent ou non dans l'univers
  • Que l'empirisme modal peut répondre aux principaux arguments du débat entre réalisme et empirisme : l'argument du miracle, le pouvoir explicatif, la méta-induction pessimiste
  • Qu'il rend mieux compte de la pratique expérimental, et du rôle des interventions en sciences
  • Et enfin que les rapports de nécessité ne relèvent pas de l'inflation métaphysique, puisqu'on peut en principe départager par l'expérience des rapports de nécessité différents.

Pour terminer, on peut se demander en quelle mesure l'empirisme modal se distingue encore d'un réalisme scientifique. Ce dernier affirme que nos théories sont vraies, mais qu'entend-on par vrai ? Si on comprend la vérité comme une correspondance entre nos représentations et le monde, le réalisme est bien distinct de l'empirisme modal (qui n'affirmera pas que les objets théoriques existent forcément). Mais si on adopte une conception pragmatique de la vérité, en affirmant qu'un énoncé est vrai s'il fonctionne dans toutes les situations possibles, alors il n'y a plus vraiment de différence avec l'empirisme modal, et on pourrait donc affirmer que l'empirisme modal est en fait un réalisme pragmatique. Merci de votre attention.

L'empirisme modal

Je publie en avant première le texte de ma présentation au congrès de la société de philosophie des sciences qui se tiendra à Lausanne la semaine prochaine. Il s'agit en fait d'un résumé très succinct (20 minutes) de la partie principale de ma thèse. Les diapositives sont ici. Les titres correspondent aux changements de diapositives.

Bonjour à tous. Dans cette présentation je souhaite défendre une position particulière concernant le rapport entre nos théories scientifiques et la réalité, que j'appelle l'empirisme modal.

Pour situer le cadre de la discussion, on distingue plusieurs positions concernant le statut des théories scientifiques :

  • le réalisme scientifique, qui affirme que nos théories sont vraies, et que c'est ce qui explique leur succès empirique
  • l'empirisme, qui affirme que toute connaissance provient de l'expérience.
Ces deux positions ne sont pas à strictement parler contradictoire, mais l'empirisme amène généralement une certaine suspicion à l'égard du contenu des théories qui va au-delà de l'expérience, et en particulier,
  • les objets ou propriétés inobservables postulés par les théories
  • l'idée qu'il y aurait une nécessité dans la nature, associée aux lois de la théorie
Selon des empiristes contemporains comme van Fraassen, nous ne sommes pas en position de savoir si nos théories sont vraies : tout ce que nous pouvons savoir, c'est qu'elles sont empiriquement adéquates, qu'elles « sauvent les phénomènes ». Le but des théories est de synthétiser les régularités dans nos observations, c'est tout ce qu'elles font, et leur succès empirique ne demande pas d'explication particulière.

Comme je vous l'annonçais, je vais défendre aujourd'hui un empirisme modal, c'est à dire une position empiriste qui accepte qu'il existe quelque chose comme de la nécessité dans la nature. En fait pour être plus précis, je vais défendre l'idée que l'adéquation empirique d'une théorie, vers lequel l'empiriste s'engage, devrait être compris en terme de nécessité : une théorie est empiriquement adéquate si elle sauve tous les phénomènes possibles.

Pour défendre cette position, il faut d'abord savoir ce qu'on entend exactement par « adéquation empirique d'une théorie ». Mais avant ça, on peut se demander : qu'est-ce qu'une théorie scientifique ?

Qu'est-ce qu'une théorie ?

Je propose de comprendre les théories scientifiques comme suit, en prenant comme cas paradigmatique les théories de la physique. Une théorie, c'est :

  • Un vocabulaire théorique (par exemple électron ou spin), un formalisme mathématique, et des lois exprimées à l'aide de ce formalisme
  • Ces éléments permettent de construire des modèles, qui sont des structures mathématiques destinées à représenter des situations concrètes, des domaines de la réalité. Par exemple, un modèle du système solaire dans la physique de Newton.
  • Les modèles sont mis en correspondance avec des situations concrètes, par exemple on va associer certaines propriétés du modèle à des instruments de mesure, et on va comparer nos observations expérimentales et les prédictions du modèle.
Alors c'est une façon un peu schématique de concevoir les théories. Il y a beaucoup de complications à chaque étape, comme des idéalisations, un savoir faire expérimental ou des techniques mathématiques etc., mais on va les ignorer ici. L'aspect important qu'il faut retenir, c'est qu'en général, une théorie scientifique ne décrit pas l'univers dans son ensemble. Elle s'applique plutôt à des situations particulières par l'intermédiaire de modèles qui représentent ces situations. Il faut distinguer les faits scientifiques, qui consistent à affirmer que certains modèles représentent certains domaine de la réalité, et la théorie elle-même, qui ne décrit rien, mais qui est plutôt un cadre permettant d'exprimer des faits.

Qu'est-ce que l'adéquation empirique ?

Maintenant qu'on voit mieux ce qu'est une théorie, on peut se demander : qu'est-ce que l'adéquation empirique ? Traditionnellement, on conçoit l'adéquation empirique en terme d'un hypothétique modèle de l'univers dont le contenu empirique correspondrait à tous les phénomènes observables de l'univers, qu'ils soient passés, présents ou futurs, et qu'ils soient effectivement observés ou non. C'est ainsi que van Fraassen conçoit l'adéquation empirique par exemple.

A mon avis cette conception traditionnelle pose plusieurs problèmes. D'abord, elle demande de distinguer ce qui est observable ou inobservable, pour pouvoir spécifier ce qu'est le contenu empirique d'un modèle, mais cette distinction est problématique. Les théories elles-mêmes ne proposent pas ce type de distinction, et on peut se demander si ce qu'on voit à travers une vitre, des lunettes, une loupe ou un microscope est toujours observable, et à partir de quand il s'agit de propriétés inobservables.

Un autre problème est que la notion d'observable semble apparemment modale : ce qui est observable, c'est ce qu'on aurait pu observer. Mais puisque l'empiriste est généralement suspicieux à l'égard des énoncés modaux, de tout ce qui relève du possible et du nécessaire, on peut se demander ce qu'il veut dire par là.

Un troisième problème est qu'on semble cantonner le scientifique à une position de spectateur : ce qui compte, ce sont nos observations. Mais ça semble irréaliste. Généralement quand on applique un modèle théorique à une situation expérimental, les ajustements vont dans les deux sens : on intervient pour créer la situation qui correspond au modèle autant qu'on observe le résultat. Mais cette conception de l'adéquation empirique ne rend pas compte de l'intervention.

Enfin un dernier problème est que cette façon de voir les choses semble abstraite et déconnectée de la pratique. En général, on peut savoir qu'une théorie est empiriquement adéquate sans avoir besoin de construire un modèle de l'univers. On serait d'ailleurs bien en mal de construire un tel modèle. Quand on fait une expérience, on ne note pas forcément la date et le lieu précis de l'expérience pour la situer dans l'univers : ce qui compte, c'est que le résultat correspond aux prédictions, mais peu importe le lieu et le moment de l'expérience.

L'adéquation empirique comme succès prédictif des modèles

Pour toutes ces raisons, il me semble que ce n'est pas la bonne façon de comprendre l'adéquation empirique, et qu'on devrait trouver une autre façon, plus proche de la pratique. Je propose de comprendre l'adéquation empirique en termes de succès prédictif des modèles de la théorie. Une théorie est empiriquement adéquate, si et seulement si :

  • quel que soit le modèle de la théorie,
  • quelle que soit la situation à laquelle ce modèle serait applicable,
  • les prédictions du modèle seraient correctes.

A mon avis cette façon de concevoir l'adéquation empirique a plusieurs avantages sur la conception traditionnelle. Elle ne suppose pas de distinction entre observable et inobservable, on fait seulement référence aux notions d'application et de prédiction, qui relèvent de la pratique expérimentale. On peut donc tenir compte de l'aspect interventionniste de l'expérimentation. Enfin on évite d'avoir recours à un hypothétique modèle de l'univers que personne ne connaît vraiment, et donc on reste proche de la pratique. Mais on peut conserver l'idée que la théorie n'est pas seulement empiriquement adéquate quand on l'applique, mais partout dans l'univers, c'est à dire partout où on pourrait en principe l'appliquer.

Différentes formes d'empirisme

Un autre avantage de cette façon de voir l'adéquation empirique, c'est qu'elle nous permet de concevoir différentes formes d'empirisme, suivant le domaine des situations auxquelles on s'intéresse. Est-ce qu'on s'intéresse :

  • aux situations dont on a fait l'expérience jusqu'à présent ?
  • Aux situations dont on a fait ou dont on fera l'expérience ?
  • A toutes les situations passés, présentes et futurs de l'univers dont on pourrait en principe faire l'expérience, même si elles sont par exemple trop éloignées pour être observées ?
  • Ou enfin à toutes les situations qui pourraient se produire dans l'univers, même si elles ne se produisent pas ?
A chaque domaine de situations correspondent différentes versions d'empirisme. Je peux donc maintenant définir l'empirisme modal, qui est la position que je vais défendre : selon l'empirisme modale, nos théories sont empiriquement adéquates pour toutes les situations possibles, c'est à dire que quelle que soit une situation qui aurait pu se produire dans l'univers, où qu'on aurait pu produire par nos interventions, si un modèle de la théorie était applicable à cette situation, il aurait fait de bonnes prédictions.

On peut comprendre l'empirisme modal de manière intuitive de cette manière : imaginons que je lâche un objet. Je peux dire que la théorie gravitationnelle de Newton est empiriquement adéquate si elle décrit correctement la trajectoire de cette objet. Mais est-ce que la théorie de Newton aurait fait de bonnes prédictions si j'avais lâché l'objet un peu plus tôt ? Selon l'empirisme modal, la réponse est oui, la théorie aurait fait de bonnes prédictions.

Notez qu'on parle bien de possibilités physiques. Il est bien sûr concevable que la théorie n'ait pas fait de bonnes prédictions et que l'objet se soit mis à partir vers le haut, mais ce n'est pas une situation physiquement possible. L'empirisme modal est donc engagé envers l'idée qu'il y ait de la nécessité dans la nature. Mais à la différence d'un réalisme, nous n'affirmons pas que nos théories sont vraies, qu'elle décrive correctement la nature de la réalité, on affirme seulement qu'elles sont empiriquement adéquates.

On voit que l'empirisme modal résout le dernier problème qui se posait aux conceptions traditionnelles d'empirisme : celles-ci affirment qu'une théorie est empiriquement adéquate pour tous les phénomènes observables de l'univers, c'est à dire les phénomènes qu'on aurait pu observé, même si on ne l'a pas fait par exemple parce qu'ils sont trop éloignés. Cette façon de voir est difficilement compréhensible si l'on est sceptique à propos des modalités, de ce qui serait possible, mais elle ne pose aucun problème à l'empirisme modal. L'idée, finalement, c'est de ne pas distinguer les situations qu'on aurait pu observé, même si on ne l'a pas fait parce qu'elles sont trop éloignées, des situations qu'on aurait pu produire.

Les arguments réalistes

Alors pourquoi être empiriste modal ? Et bien je pense que c'est une position qui peut répondre à la plupart des arguments du débat entre réalisme et empirisme.

Commençons par les arguments réalistes. Le principal argument réaliste est ce qu'on appelle l'argument du miracle. L'idée est la suivante : si nos théories se contentaient de synthétiser les régularités déjà connues, rien n'expliquerait qu'elles fassent de nouvelles prédictions, y compris quand on les applique au-delà du domaine déjà connu : ce serait un miracle. Le réalisme serait la seule explication à ce succès. Or c'est un fait que nos théories scientifiques continuent de faire des bonnes prédictions quand on les applique à de nouveaux domaines. Par exemple, la théorie de la relativité a correctement prédit la déviation de la lumière par les corps massifs comme le soleil, alors que ça n'avait jamais été observé avant.

Mais si on reprend notre définition de l'adéquation empirique, on voit que ce succès n'a rien d'un miracle : en effet une théorie est empiriquement adéquate si tous ses modèles prédisent avec succès pour toutes les situations. Pour savoir qu'une théorie est empiriquement adéquate, il faut donc de produire un raisonnement inductif, qui s'applique non seulement aux situations d'un certains types (ce qui permet de rendre compte des régularités déjà connues), mais aussi aux modèles, c'est à dire aux différents types de situations. Etant donné que la théorie fait de bonnes prédictions pour des types de situation suffisamment variés, on en infère qu'elle fait de bonnes prédictions pour tous les types de situations. Si la physique classique nous permet de construire des ponts à trois piliers, elle nous permettra aussi de construire des ponts à 4 ou 5 piliers, ou en utilisant de nouveaux matériaux. Les nouvelles prédictions que met en avant la théorie correspondent à des modèles de la théorie, à de nouveaux types de situations, et donc si l'adéquation empirique demande de faire une induction sur les modèles, il n'y a pas besoin d'explication pour le succès de ces nouvelles prédictions.

Un deuxième argument, qui est plutôt un argument contre l'empirisme, est qu'il faut pouvoir rendre compte du discours scientifique, notamment le discours causal, et de la capacité des théories à produire des explications aux phénomènes. Il semble que les théories scientifiques n'ont pas seulement pour but de prédire, mais aussi d'expliquer. Le problème est que les explications ont souvent recours à des énoncés modaux : par exemple, on expliquera un incendie par le fait qu'il y ait eu une étincelle en affirmant « s'il n'y avait pas eu d'étincelle, il n'y aurait pas eu d'incendie ». On parle d'une situation possible qui n'a pas eu lieu. C'est peut-être un problème pour l'empiriste traditionnel de comprendre comment nos théories peuvent servir de support à des énoncés modaux, mais ce n'est pas un problème pour l'empiriste modal, puisqu'il accepte que ces énoncés modaux peuvent avoir une valeur de vérité. En effet, la situation pour laquelle il n'y a pas eu d'étincelle est une situation possible, et si la théorie est empiriquement adéquate, alors il n'y aurait pas eu d'incendie dans cette situation.

On voit que l'empirisme modal nous rapproche du réalisme. Mais on pourrait craindre qu'il devienne du coup victime des arguments contre le réalisme, et notamment de l'argument de la méta-induction pessimiste. C'est un argument qui est basé sur le changement théorique : la plupart de nos théories passées, même quand elles faisaient de nouvelles prédictions, ont finalement été abandonnées. On ne considère plus qu'elles sont vraies. Pourquoi n'en irait-il pas de même de nos théories actuelles ?

Si on transpose cet argument à l'empirisme modal, c'est en fait l'induction sur les modèles qui est menacée : la plupart des anciennes théories ont fini par ne plus être empiriquement adéquates quand on a étendu leur domaine d'application à de nouveaux types de situations. La théorie de Newton est incapable de faire de bonnes prédictions quand on l'applique à des trous noirs par exemple. Pourquoi n'en irait-il pas de même de nos théories actuelles ?

Je pense qu'il s'agit en effet d'un bon argument, mais il n'est pas si problématique appliqué à l'empirisme. Le problème pour le réaliste est qu'une théorie est vraie ou fausse : on ne peut pas dire qu'elle est vraie dans un domaine et fausse dans un autre, qu'il y aurait des forces de gravitation dans le système solaire, mais pas dans un trou noir. La théorie de Newton est purement et simplement fausse. Mais une théorie peut très bien être empiriquement adéquate dans un certain domaine, pas dans un autre, et approximativement adéquate dans des domaines limites. On peut donc affirmer sans problème que nos théories sont empiriquement adéquates pour un domaine d'expérience suffisamment large, qui trouvera sans doute ses limites, et nos anciennes théories sont toujours empiriquement adéquates dans leur domaine d'application.

Le scepticisme à propos des modalités

L'empirisme modal est donc en bonne position par rapport au réalisme. Il reste à voir comment il se comporte par rapport aux autres formes d'empirisme.

La principale différence est que l'empirisme modal accepte l'idée qu'il y ait une nécessité dans la nature, tandis que les empiristes traditionnels rejettent cette idée. Ils invoquent pour ça plusieurs arguments.

Un premier argument qu'on doit à Hume est que les rapports de nécessité ne nous sont pas donnés dans l'expérience. Pourquoi alors croire qu'il existe de telles choses ? Cependant, si l'on conçoit la nécessité comme ce qui est vrai dans toutes les situations possibles, il n'y a pas besoin de croire en une mystérieuse faculté de l'esprit pour comprendre qu'on puisse connaître les rapports de nécessité, pas plus que pour connaître des régularités : il s'agit simplement de rapports connus par induction sur les situations possibles. En testant notre théorie sur un nombre suffisamment varié de situations possibles, on en infère qu'elles prédisent avec succès pour toutes les situations possibles. On pourra rétorquer qu'une fois qu'on fait l'expérience d'une situation, ce n'est pas une situation simplement possible, mais actuelle. Mais ce n'est pas plus un problème que pour l'empiriste traditionnelle, qui effectue une induction sur toutes les situations observables : une fois qu'on en a fait l'expérience, ce n'est plus une situation simplement observable, mais observé. C'est tout simplement le principe de l'induction que d'étendre nos observations particulières à un domaine plus large. Ici nous l'étendons à toutes les situations possibles.

Un autre argument contre l'idée qu'il y ait une nécessité dans la nature, si l'on comprend la nécessité comme ce qui est vrai dans tous les mondes possibles, est qu'on ne peut observer les autres mondes possibles : ils sont causalement déconnectés du nôtre. Nous n'avons pas de « microscope modal » pour observer ces autres mondes possibles. Mais si l'on pense en terme de situations possibles plutôt que de mondes possibles, le problème ne se pose pas vraiment. On dispose évidemment d'un microscope modal pour observer les situations possibles qu'on souhaite : il suffit de les créer par nos interventions. On peut comprendre alors pourquoi les scientifiques, quand ils font des expériences, essaient de créer des situations artificielles, de contrôler les paramètres de l'expérience en les faisant varier : il s'agit de procéder à une induction sur toutes les situations possibles d'un certain type, et c'est ce type d'interventions qui permet de dégager des rapports causaux ou des lois de nécessité. Le but des scientifiques n'est pas simplement de rendre compte de ce qui se produit naturellement, mais de savoir ce qu'il se passe dans tous les cas possibles.

Enfin il est naturel de penser qu'une induction sur les modèles, dont on a besoin suivant notre définition de l'adéquation empirique, est une induction vers la nécessité. En effet, comment pourrions nous procéder à une induction sur les modèles de la théorie qui s'appliquent dans l'univers uniquement, alors que nous ne savons pas quels sont les modèles qui s'appliquent ou non dans l'univers ? Nous ne savons pas quelles situations sont actualisées dans les galaxies lointaines. La seule induction que nous pouvons faire est une induction sur tous les modèles, qu'ils s'appliquent dans le monde actuel ou non, c'est à dire une induction sur tous les types de situations possibles, et c'est donc une inférence vers la nécessité.

Inflation métaphysique et sous-détermination

Si les empiristes sont généralement suspicieux à l'égard de la nécessité, c'est parce qu'elle relève selon eux de « l'inflation métaphysique » : on postule des choses inobservables pour expliquer les phénomènes. On postule de la nécessité pour expliquer les régularités. On pourrait exprimer cette idée d'inflation métaphysique par un argument de sous-détermination : nos postulats, quand ils relèvent de l'inflation métaphysiques, sont invérifiables par l'expérience, et on pourrait aussi bien faire des postulats différents qui rendent compte exactement des mêmes phénomènes.

Est-ce que la nécessité physique relève de l'inflation métaphysique ? Je ne pense pas que ce soit le cas. D'abord, elle n'a pas pour but d'expliquer les régularités, il s'agit seulement d'une régularité étendue à tous les possibles. Ensuite, je pense que les rapports de nécessité ne sont pas sous-déterminés par l'expérience.

Ou pour être précis, on peut distinguer deux types de sous-détermination : une sous-détermination hypothétique, qui consiste à affirmer qu'il pourrait toujours, en principe, exister une autre théorie qui rende compte des mêmes phénomènes, et une sous-détermination stricte, qui consiste à affirmer que nous pourrions nous trouver avec deux théories différentes, et que rien, aucune expérience, ne pourrait permettre de départager ces deux théories.

La sous-détermination hypothétique menace en fait toute forme d'induction ou d'empirisme. On peut toujours imaginer que nos théories ne soit pas empiriquement adéquates dans des domaines lointains, ou qu'elles cessent de l'être à l'avenir, et qu'une autre théorie le soit. Mais si nous pouvions connaître cette autre théorie, il nous suffirait de faire une expérience pour savoir laquelle est empiriquement adéquate : si les deux théories font des prédictions différentes dans une certaine situation, il suffit de mettre en œuvre cette situation pour éliminer l'une des deux.

A mon avis seule la sous-détermination stricte permet de distinguer ce qui relève de l'inflation métaphysique. Si aucune expérience possible ne peut nous permettre de départager deux théories, alors en effet, nous n'avons aucun moyen de savoir laquelle est vraie.

Mais la sous-détermination stricte ne concerne pas les rapports de nécessité postulés par nos théories. En effet, si deux théories postulent des rapports de nécessité différents, alors elles font des prédictions différentes pour certaines situations possibles. Et rien ne nous empêche de créer ces situations par intervention expérimentale pour savoir laquelle fait de bonnes prédictions : il n'y a pas sous-détermination stricte. En fait la seule façon d'avoir une sous-détermination stricte serait de savoir exactement quelles sont les situations qui sont instanciées dans tous l'univers, et de savoir que celles pour lesquelles nos théories font des prédictions différentes n'en font pas partie, si bien qu'aucune situation ne peut les départager. Mais c'est évidemment impossible.

Finalement, le seul argument qui reste pour l'empiriste consiste à nier dès le départ qu'il existe quelque chose comme des situations possibles, des choses qui auraient pu se produire ou non, de la nécessité. Mais puisqu'il n'y a pas de sous-détermination, tout ça semble relever du postulat dogmatique. Et on peut faire valoir que les rapports de nécessité sont indispensables pour comprendre la pratique scientifique : le fait qu'on mette en œuvre des situations qui ne se produiraient pas naturellement pour tester nos théories par exemple. Le discours scientifique regorge de modalités, on l'a vu à propos des explications. Pourquoi alors ne pas prendre ce discours au sérieux ?

Les empiristes contemporains comme van Fraassen affirment qu'il faut interpréter littéralement le langage scientifique : quand les scientifiques parlent d'objets inobservables, ils affirment vraiment qu'il y a de tels objets dans le monde. Van Fraassen affirme seulement que nous ne sommes pas en position de savoir si ce qu'ils disent est vrai. Mais alors pourquoi ne pas avoir la même attitude envers le discours modal, et affirmer que les scientifiques parlent vraiment de choses qui auraient pu se produire, au lieu de considérer qu'ils ne parlent de rien de réel ?

On pourrait invoquer un argument de parcimonie : il est inutile de postuler l'existence de situations possibles, c'est moins parcimonieux. Mais remarquons que l'empirisme traditionnel adhère implicitement à l'éternalisme : il parle de phénomènes passés, présents, futurs, observés ou non. L'empirisme modal n'a pas besoin de postuler l'éternalisme : il peut simplement dire que nos théories font de bonnes prédictions pour toutes les situations possibles de manière générale, et il n'est pas certain que ce soit moins parcimonieux que l'éternalisme.

Conclusion : un réalisme pragmatique ?

Voilà, dans cette présentation j'ai défendu plusieurs choses.

  • L'idée que l'adéquation empirique est mieux comprise comme succès prédictif des modèles dans des situations variées plutôt qu'en faisant appel à un modèle de l'univers
  • Que cette conception s'accorde mieux avec un empirisme modal, suivant lequel nos théories font de bonnes prédictions pour toutes les situations possibles, puisqu'elle nous demande de procéder à une induction sur tous les modèles de la théorie, et qu'on ne sait pas quels sont les modèles qui s'appliquent ou non dans l'univers
  • Que l'empirisme modal peut répondre aux principaux arguments du débat entre réalisme et empirisme : l'argument du miracle, le pouvoir explicatif, la méta-induction pessimiste
  • Qu'il rend mieux compte de la pratique expérimental, et du rôle des interventions en sciences
  • Et enfin que les rapports de nécessité ne relèvent pas de l'inflation métaphysique, puisqu'on peut en principe départager par l'expérience des rapports de nécessité différents.

Pour terminer, on peut se demander en quelle mesure l'empirisme modal se distingue encore d'un réalisme scientifique. Ce dernier affirme que nos théories sont vraies, mais qu'entend-on par vrai ? Si on comprend la vérité comme une correspondance entre nos représentations et le monde, le réalisme est bien distinct de l'empirisme modal (qui n'affirmera pas que les objets théoriques existent forcément). Mais si on adopte une conception pragmatique de la vérité, en affirmant qu'un énoncé est vrai s'il fonctionne dans toutes les situations possibles, alors il n'y a plus vraiment de différence avec l'empirisme modal, et on pourrait donc affirmer que l'empirisme modal est en fait un réalisme pragmatique. Merci de votre attention.

jeudi 10 mars 2016

La philosophie inutile ? Dépassée par les sciences ? Sur les malentendus du positivisme naïf.

J'avoue avoir du mal à comprendre la raison pour laquelle certains scientifiques (généralement des physiciens médiatiques) s'évertuent à déclarer la mort de la philosophie (voir ici et  ). Il y a comme des relents de guerre des sciences dans tout ça. Je veux parler de l'époque (les années 70-80) où la sociologie développait son "programme fort", résolument relativiste, visant à réduire l'édifice scientifique à une construction sociale. Ce projet est bel et bien mort et pour ma part je n'aurai aucun mal à me situer du côté des sciences dites "dures" dans ce débat. En tout cas pour ce qui est de la conception qu'il faut avoir de la vérité, de l'objectivité et du but de la science : découvrir ce qui existe indépendamment de nous et de nos façons de les concevoir. Il ne s'agirait pas de nier les apports de l'époque, et notamment les critiques qu'on peut faire à un positivisme naïf qui dirait que nous ne faisons que poser des hypothèses pour les confronter à l'expérience (comme si la réalité nous répondait par "oui" ou par "non"). Nombreux sont les facteurs non empiriques qui participent à la construction des théories : la recherche de simplicité, d'unification, et même le conservatisme quand aucune alternative à nos théories se présente à l'horizon. Mais si l'on considère la communauté scientifique au sens large et sur le long terme c'est bien quelque-chose comme la vérité et l'objectivité qui est visé dans les sciences et leur succès atteste d'une certaine réussite dans cette entreprise.

Nous ne sommes plus à l'époque de la guerre des sciences. Les relativistes ont montré une certaine faiblesse, n'ayant pas d'exemples convaincants à fournir d'une véritable emprise culturelle sur les résultats empiriques, et leur conception du langage et de la signification (l'idée qu'il y aurait des schèmes conceptuels incommensurables) s'avère difficilement défendable. Beaucoup de philosophes contemporains en conviennent. Nous sommes plutôt dans une époque où la philosophie des sciences tient la science en respect et essaie de lui donner sens, par exemple en tentant d'élaborer des formes de réalisme cohérentes et qui évitent l'inflation métaphysique : un entre-deux difficile à maintenir, mais c'est notre boulot...

Pourquoi alors ces attaques ? La guerre des sciences que ces acteurs tentent de raviver est cette fois initiée non pas par les sciences humaines mais par les sciences dures. Ce sont les sciences humaines, et en particulier la philosophie, qu'on veut décrédibiliser comme une entreprise inutile qui a fait son temps. Les physiciens n'ont pas besoin de philosophie : eux seuls sont à même de dévoiler la nature du monde. La philosophie ne progresse pas. Les poncifs habituels issus d'une méconnaissance de la discipline. Ce qu'on peut pardonner à l'homme de la rue pour qui la philosophie n'est qu'un ensemble de questions insolubles du type "pourquoi y a-t-il quelque-chose plutôt que rien ?" (question qui, il est vrai, a occupé les métaphysiciens à une certaine époque), difficile de l'accepter venant de personnes du monde universitaire

Il semble y avoir un gros malentendu dans cette résurgence de positivisme. Tout d'abord il faudrait savoir de quelle philosophie on parle. Ces physiciens semblent ne rien y connaître puisqu'ils parlent souvent de "la philosophie" comme si cette discipline n'avait de multiples objets : l'éthique, l'esthétique, la philosophie politique, l'histoire de la philosophie, la philosophie du langage, de l'esprit, des mathématiques, de la connaissance, la métaphysique... Et bien sûr la philosophie des sciences. Et cette dernière se décline encore en deux branches : l'épistémologie et la métaphysique des sciences.

S'il s'agit d'éthique ou de philosophie politique on verra sans mal que les dire morte c'est, pour un physicien, s'aventurer en dehors de son domaine de compétence--sauf à nous proposer une physique du bien et du mal, ou de la décision politique, ou de la justice, ce qu'ils ne font pas. Quant à juger de leur utilité, je pense que ce n'est pas un secret que nos constitutions démocratiques sont fondées sur des principes philosophiques (et je n'ai rien contre l'idée de les critiquer mais alors on fait de la philosophie). Concentrons nous donc sur la philosophie des sciences.

Sur son versant épistémologique, c'est à dire quand il s'agit de se questionner sur le statut de la connaissance scientifique (que peut-on connaître de la réalité ? Que nous apprennent exactement les sciences ?) il me semble que ces scientifiques perçoivent une menace. Les commentateurs qui déclarent la philosophie morte sont souvent d'ardents défenseurs de la rationalité scientifique face aux pseudo-sciences mystiques et aux idéologies religieuses comme le créationnisme. Ces mouvements remettent en question l'autorité des sciences. Se questionner sur les limites éventuelles de la connaissance n'est-ce pas faire leur jeu ?

S'il suffisait de se voiler la face pour répondre aux personnes qui remettent en cause la légitimité des sciences... Il me semble que voir la philosophie comme une menace c'est se priver d'un allié précieux. Car les réponses des scientifiques laissent souvent à désirer par leur simplisme (comment ça, nous n'avons pas abandonné la théorie de Newton face à l'orbite récalcitrante de Mercure ? Quoi ? Les scientifiques ont développé pendant des décennies des hypothèses farfelues pour maintenir l'hypothèse de l'éther, malgré son incompatibilité avec l'expérience ? Les instruments de mesure qui nous servent à vérifier les théories sont calibrés sur ces mêmes théories me dites vous ? (LIGO est un exemple récent) Et Newton définit la masse à partir de la force et la force à partir de la masse ? Donc on ne mesure jamais l'un dans présupposer l'autre ?). Il y a des complications, et elles sont nombreuses, à la confrontation des théories à l'expérience. Une théorie n'est pas un ensemble d'hypothèses isolées qu'on confronte indépendamment à l'expérience : c'est un bloc unifié à partir duquel nous construisons des modèles, sur la base d'hypothèses "raisonnables" et de postulats méthodologiques qui eux mêmes ne sont pas directement testés. C'est une des leçons importantes de la philosophie des sciences. Et les théories ne sont pas "vraies jusqu'à preuve du contraire" mais jusqu'à ce qu'une autre prenne le dessus. C'en est une autre.

Il est de bon ton de rappeler que le positivisme, qui affirme qu'une théorie est strictement vérifiable et que seules les théories vérifiables constituent une connaissance légitime, est d'abord une philosophie, et une philosophie qui a fait son temps : elle a connu son heure de gloire dans la première moitié du 20ème siècle, avec l'empirisme logique (et des figures fondatrices de la philosophie des sciences contemporaine comme Carnap ou Reichenbach), mais a été abandonné sous le coup des critiques internes et externes (de Kuhn, de Quine). Voilà donc précisément un domaine où la philosophie a fait des progrès... Mais peut être pas dans le sens souhaité par ces commentateurs.

Tout ça est embêtant pour qui veut défendre la science garante de l'objectivité face aux lubies créationnistes ou mystiques. Non tout n'est pas strictement vérifiable. Non il n'y a pas vraiment de science sans quelques présupposés métaphysique (ne serait-ce que ceux-ci : la nature est simple, structurée, unifiée dans ces principes, connaissable). Et oui, le développement des théories se fait historiquement suivant des critères pragmatiques et en partie suit des contraintes sociologiques. Mais nier ces aspects n'est certainement pas une solution.

Car il ne faudrait pas se méprendre sur le rôle de l'épistémologie : à mon sens son rôle est, à son meilleur, de donner sens à la rationalité scientifique. Quand par exemple on se questionne sur le problème de l'induction (comment sait-on que le soleil se lèvera encore demain ?) il ne s'agit pas de mettre en doute nos connaissances mais de se demander ce qui les fonde. C'est un fait, un scientifique n'a pas à se poser ce genre de question pour faire de la science. Il peut se contenter de dire "bien sûr on le sait qui en doute ?". Mais aucun philosophe n'en doute non plus ! Reste que ça pose question sur ce que signifie "savoir" : est-ce une attitude essentiellement pragmatique ? Ou y a-t-il plus que ça ?

Il est clair alors que les questions du philosophe se situent sur un plan distinct de celle des scientifiques et des créationnistes. L'idée n'est pas comme le créationnisme de nier la validité de certaines théories, ni de placer le créationnisme sur le même plan que la théorie de l'évolution mais de comprendre ce qui les différencie (et même sur un plan purement pragmatique il est facile de voir que le créationnisme ne tient pas la route, aucun besoin d'être réaliste. On voit que le question est indépendante). Le philosophe ne cherche pas à remettre en cause la rationalité du scientifique mais à l'expliquer, à la resituer dans un contexte plus large : celui de l'acquisition des connaissances. Et il est deux choses à peu près certaines : tout ça est plus compliqué qu'un positiviste pourrait le croire, et la science ne répond pas elle même à ce type de questions. Toutes les réponses qu'on pourra leur apporter seront compatibles avec nos meilleurs théories. Et c'est un fait que les scientifiques ont été eux-mêmes partagés sur ces questions à une époque où ils étaient encore érudits en philosophie (Mach, Boltzman, Poincaré, Duhem, Bohr ont entretenu différentes formes d'anti-réalisme à propos des sciences, à l'inverse d'autres comme Planck).

Donc quand des physiciens médiatisés nous disent aujourd'hui que la philosophie est morte, ne nous y trompons pas : il ne faut pas y voir autre chose qu'une façon d'imposer leur propre philosophie naïvement réaliste, non questionnée, de non érudit philosophique, mêlée de confusion sur le type de questions que la philosophie se pose (voir ici un exemple de confusion sur le problème de l'induction chez un blogger vulgarisateur pourtant talentueux).

Pour répondre aux questions du philosophe un physicien non érudit devra se contenter d'agiter le mains : "mais si, ça marche ! C'est la science !" quand un philosophe trouvera naturel, par exemple, de chercher des réponses dans la philosophie du langage puisqu'elle questionne elle aussi le rapport entre représentation et réalité. Encore une fois : ramener les choses à une vision d'ensemble plus large, établir des liens, chercher à obtenir une représentation cohérente du monde. C'est un apport de la philosophie du langage (Kripke, Putnam) que d'avoir montré, par exemple, que la signification des termes se réduit difficilement à un ensemble de descriptions qu'on aurait en tête comme on peut le penser naturellement : "or" n'est pas l'équivalent de "métal jaune", ni "acide" l'équivalent de "composé qui colore la papier tournesol et a un goût acide" (ce n'est pas le cas de tous les acides). Le concept vise la cause des manifestations et non les manifestations elles mêmes, celles ci pouvant être révisés au fur et à mesure que l'enquête progresse. Un argument contre le positiviste qui voudrait que tout soit simplement vérifiable, mais aussi contre le relativiste qui voudrait que nos concepts changent chaque fois qu'on change de théorie, et un aspect du fonctionnement du langage qui éclaire le statut de la représentation scientifique. Encore un progrès dans notre compréhension des choses en somme.

Voilà donc déjà quelques réponses : oui, la philosophie progresse, non, elle ne menace pas la science puisqu'elle se place sur un plan différent, et non, ses questions ne sont pas sans intérêt puisqu'elles peuvent aider à comprendre ce que recouvre la rationalité scientifique et pourquoi "tout ne se vaut pas". Elle est mieux à même que le scientifique lui-même de répondre au créationnisme, même si sa réponse sera peut-être plus nuancée. Mais qui croit encore que les choses sont toujours simples ?

Les attaques des scientifiques contre la philosophie ne reflètent que leur confusion, leur incapacité à distinguer ce qui chez eux relève d'une position philosophique et ce qui concerne le contenu de leur discipline (il est frappant pour un philosophe de constater à quel point les scientifiques sont catégoriques et véhéments, même entre eux, quand ils défendent une position philosophique, par exemple sur la question du libre arbitre. On les verra défendre que la physique donne une réponse indiscutable à cette question (dans un sens ou dans l'autre) quand le philosophe aura tendance à y voir une position parmi d'autres dans l'espace des possibles et à considérer calmement les arguments pour et contre, bien sûr jamais décisifs). Ces sorties pleines d'arrogance contre la philosophie accompagnées d'une ignorance manifeste de ce qu'elle est, et d'une absence de recul sont assez déplorables et on devrait défendre une déontologie minimale dans les milieux académiques qui consisterait à ne pas juger à l'emporte pièce une discipline dont on ne connait rien.

Il resterait à examiner l'aspect métaphysique qui est peut être plus critiquable à première vue, puisque la métaphysique s'intéresse à la nature de la réalité. Ici les critiques sont également interne à la philosophie puisque de nombreux philosophes sont peu enclins à la métaphysique. Est-ce aux sciences de nous dire si le monde est déterministe ? Peut-on le savoir depuis son fauteuil ? Pour répondre à ceci je ferai plusieurs remarques.

Une première remarque est qu'un théoricien de la physique ne se lève pas plus de son fauteuil qu'un philosophe. Certes il s'appuie sur des résultats empiriques, mais le philosophe des sciences aussi s'il tient compte du contenu des sciences. Et il le fait bien sûr puisque c'est l'objet de la métaphysique des sciences que d'interpréter les théories.

Une seconde remarque : les questions que se posent le philosophe se situent encore une fois sur un plan légèrement distinct, même si la distinction est moins nette. Le réductionnisme ou le déterminisme, ou la question de la nature du temps, de sa directionalité, ou de ce que sont les lois de la nature, nous demande également de replacer le contenu de la physique dans un cadre plus large. On se questionnera par exemple sur le fait que le monde puisse entièrement être décrit par la physique (encore une fois la philosophie du langage peut avoir son intérêt : le langage courant se réduit-il à un langage physicaliste ?). On cherchera à unifier nos connaissances : celles des différentes disciplines comme la chimie, la biologie et les sciences cognitives, ou encore nos connaissances de sens commun, nos intuitions, qu'on peut impliquer malgré nous quand on interprète une théorie physique. Une théorie physique n'est en soi déterministe ou non que si elle est interprétée, et le métaphysicien se demandera ce que recouvre cette interprétation (quand peut-on dire qu'une théorie est déterministe ? Est-ce ça implique forcément que le monde l'est ? Quelles conséquences pour nos autres concepts ?).

Une troisième remarque : l'expérience ne répond pas à ces questions. Les théories scientifiques, si elles sont vraies, apportent des contraintes importantes sur ce qui est envisageable ou non, elles informent la métaphysique mais ne constituent jamais le dernier mot. On pouvait être facilement déterministe il y a deux siècles, on peut ne pas l'être aujourd'hui avec la mécanique quantique (mais on peut toujours l'être). Et même le sens suivant lequel elles sont "vraies" peut être discuté (ce qui nous ramène à l'épistémologie : encore une fois, le contexte large).

Enfin une quatrième remarque : même si l'on pense, comme certains philosophes, que les questions métaphysiques sont sans réponses, on peut voir une certaine utilité dans la métaphysique : celle de clarifier nos concepts, d'apprendre à "bien penser", de dissoudre les confusions linguistiques et d'assurer une cohérence conceptuelle, et ceci peut être utile à l'avancement de la science. N'oublions pas qu'Einstein était au fait des débats philosophiques sur la nature de l'espace, et Darwin de ceux sur ce qu'est une espèce animale (avec des précurseurs à la théorie de l'évolution souvent oubliés). Les fondateurs de la mécanique quantique étaient profondément influencés par les empiristes logiques. Les travaux sur la logique et les fondations des mathématiques ont permit l'émergence de l'informatique, ceux sur la théorie des jeux celle de l'économie et certaines positions en philosophie de l'esprit (notamment le béhaviorisme) on préparé l'avènement de la psychologie scientifique. Si la philosophie peut sembler inutile au scientifique qui étend une théorie bien établie à de nouveaux domaines, son utilité ne se révèle jamais tant que dans les révolutions scientifiques, ou quand il s'agit de fonder une nouvelle discipline, c'est à dire quand il s'agit de questionner nos propres concepts plutôt que d'en faire usage. Qui sait si les débats d'aujourd'hui, par exemple en philosophie de l'esprit, sur l'interprétation de la mécanique quantique ou sur le statut des lois de la nature, celui de la causalité et celui du temps, et même pourquoi pas sur la question du réalisme, ne sont pas en train de préparer la science de demain ?

Enfin quant à savoir si la métaphysique s'intéresse à des questions sans réponses, laissons les philosophes en juger (c'est un débat bien réel), mais ce n'est certainement pas en s'appuyant sur une métaphysique naïve frappée au coin du bon sens mais pleine de contradiction, et qu'on ne questionnera pas, comme si elle allait de soi, qu'on mettra un terme au débat.

Je renvoi à cet article (en anglais) qui propose un argumentaire complémentaire sur le rôle de la philosophie.

mercredi 2 mars 2016

Le problème de l'induction : le monde est-il structuré ?

Résidence étudiante Studéa Daumesnil 2012

Il y a peu, les circonstances de la vie m'ont amené à loger dans une résidence étudiante pendant une semaine. Alors que je prenais mon repas dans la cuisine commune, un jeune garçon est arrivé pour préparer le sien. Il est allé manger dans sa chambre et un peu plus tard un autre gars est venu faire un peu de vaisselle. Le lendemain j'ai discuté brièvement avec un troisième qui étudiait dans le domaine de l'ébénisterie, puis le surlendemain un quatrième, un doctorant en Histoire originaire de Côte-d'Ivoire. J'ai alors procédé à un raisonnement inductif : il y a 7 chambres en plus de la mienne, et je n'ai vu pour l'instant que des garçons. Peut-être n'y a-t-il que des garçons à l'étage... Et quand j'ai rencontré un cinquième gars (un économiste de Djibouti) je me suis dit que cette nouvelle observation confirmait mon hypothèse.

Mais attendez... Est-ce bien le cas ? En fait tout dépend de la façon dont on raisonne. Si l'on raisonne en états de faits possibles, ce n'est pas vraiment le cas, en tout cas pas comme on le voudrait.

Par état de fait possible je veux dire : un état de fait attribue à chaque chambre soit un garçon, soit une fille. Il y a donc 128 états de faits possibles. Alors certes le fait de voir un garçon m'amène à éliminer un certain cas (celui où il n'y aurait que des filles) et en ce sens l'hypothèse qu'il y a 7 garçons devient plus probable. De même si j'en vois un deuxième : j'élimine les 7 états de faits possible dans lesquels il n'y a qu'un garçon (parce-que je sais qu'il y en a au moins deux). Mais l'hypothèse qu'il n'y a que des garçons reste minoritaire parmi tous les états de faits possibles : je n'ai éliminé que 8 cas sur 128. Et elle le restera presque jusqu'au bout : quand j'aurai vu 6 garçons il y aura encore une chance sur deux que la personne que je n'ai pas encore croisé soit en fait une fille.

Mais tout ça semble paradoxal. Après avoir vu 6 garçons j'ai tendance à penser que la probabilité que le 7ème soit aussi un garçon est plus forte que la probabilité que ce soit une fille. Suis-je irrationnel ?

Si je le suis alors c'est toute induction qui est irrationnelle, et toute la science. Comment donc saura-t-on que "tous les corbeaux sont noirs" si la probabilité que le suivant soit blanc reste de 1/2 ? Comment sait-on que le soleil continuera à se lever demain s'il y a plus d'états de fait concevables où il ne se lève pas ?

Structure contre mosaïque de faits

Voyons les choses autrement. Qu'est-ce-qui me fait penser que la 7ème personne sera aussi un garçon ? "Eh bien," me dis-je, "j'ai déjà vu 6 personnes. S'il y avait vraiment 6 garçons et une fille à cet étage, j'aurais sans doute déjà croisé cette fille parmi les 6. Quel hasard que ce soit la dernière personne que je croise ! C'est donc improbable qu'il y ait une fille." Ce raisonnement est-il valide ? En effet la probabilité que je n'ai pas encore rencontré cette fille si elle existe est faible, et donc ça accrédite la thèse suivant laquelle il n'y a en fait que des garçons.

Mais halte là, subrepticement j'ai cessé de raisonner en terme d'états de faits possibles pour raisonner en terme de configurations, de "structures" possibles. Car si je raisonne en terme d'états de faits possibles, la probabilité que je n'ai croisé aucune fille alors qu'il y en a une à l'étage, après avoir pourtant déjà croisé 6 personnes, est en effet faible. Cependant le nombre d'états de faits possibles pour lesquels il y a une fille et 6 garçons à l'étage est de 7 (suivant la chambre dans laquelle loge la fille) tandis qu'il n'y a qu'un seul état de fait possible pour lequel il n'y a que des garçons. Ce qui compense : l'un dans l'autre, il y a toujours une chance sur deux que la dernière personne, celle que je n'ai pas encore croisé, soit une fille. Et mon hypothèse n'est pas plus validée que l'hypothèse inverse par les observations.

Mais si je raisonne en terme de configurations possibles, c'est à dire en terme du nombre de garçons et de filles à l'étage indépendamment de leur répartition dans les chambres, et si j'attribue la même probabilité a priori à la configuration "6 garçons et une fille" et à la configuration "7 garçons", ou à tout autre ratio, alors en effet mon raisonnement est valide : il est fort probable qu'il n'y ait que des garçons, sinon j'aurai probablement déjà croisé cette fille. Parmi tous les ratio possibles c'est maintenant le plus probable.

Autrement dit le raisonnement inductif qui est un des piliers de la science contemporaine est possible uniquement si l'on pense en terme de structure du monde (ce qui ouvre la porte à des explications : il n'y a que des garçons parce-qu'il y a beaucoup d'étudiants d'étrangers, et ceux-ci sont majoritairement des hommes ? Parce-que les filles fuient les résidences étudiantes ?) plutôt qu'en terme de mosaïque de faits (qui ne demandent aucune explication : ce qui est le cas est le cas). Carnap l'avait bien compris, lui qui proposait justement un critère de confirmation des hypothèses exactement en ces termes.

En fait il y a comme une prémisse cachée dans le raisonnement inductif qui est la suivante : le monde est structuré, explicable (ce que nous ignorons c'est quelle est la bonne structure). Le raisonnement inductif, par exemple bayésien, n'est un raisonnement probabiliste valide qu'en tant que cette prémisse est acceptée. Peut-être que mon raisonnement était fallacieux dans le cas de la résidence si en fait les étudiants y sont introduits aléatoirement avec autant de candidats filles et garçons, mais s'il y a des causes, des lois qui régissent leur répartition, si leur distribution est structurée, alors mon induction est valide. Tout repose donc sur cette prémisse.

Hume

Ce n'est en un sens qu'une nouvelle réitération des observations de Hume, qui relevait le premier (?) le problème de l'induction. Pour Hume, inférer un rapport de nécessité à partir d'un nombre fini d'observations suppose de croire que le monde est régulier. Mais cette croyance elle même ne peut être issue de l'observation (ce serait une justification circulaire de l'induction par elle même) ni connue par déduction (l'hypothèse inverse n'a rien de logiquement contradictoire). D'où son scepticisme envers l'induction et envers la causalité, ou l'idée qui y ait une nécessité, quelque chose comme des lois dans la nature.

Le problème de Hume peut donc être ramené à celui-ci : la méta-hypothèse suivant laquelle le monde est structuré, régulier, et donc suivant laquelle il faudrait juger comme a priori equiprobables les hypothèses portant sur la structure du monde plutôt que sur la répartition des faits (le ratio garçon-fille plutôt que leurs répartitions dans les chambres), cette méta-hypothèse, même si elle n'a rien d'incohérent, ne peut elle-même être justifiée de manière indépendante. Nous n'y adhérons jamais que par dogmatisme.

Il est important d'expliquer pourquoi la validité de l'induction ne peut être justifiée inductivement, car c'est une tendance assez naturelle que de le penser. On se dit que si le raisonnement inductif a si bien marché jusqu'à présent il est raisonnable de penser que c'est un raisonnement fiable qui continuera de fonctionner. On fait en quelque sorte une méta-induction sur les types de raisonnements. Mais pourquoi ce qui a marché sur les corbeaux (imaginons qu'on ait fait le tour des corbeaux) marchera aussi sur les cygnes ? En quoi le fait que l'induction ait fonctionné dans les situations a, b et c implique qu'elle fonctionnera également dans la situation d ? Ou qu'elle fonctionnera encore l'instant d'après ? Encore une fois ça suppose que le monde est structuré (à une échelle supérieure). C'est ce qu'on pensait avoir montré, mais c'est en fait une hypothèse implicite au départ : notre raisonnement reste circulaire. L'induction n'est pas en soi incohérente mais elle n'est pas fondée rationnellement, elle ne peut être que dogmatique : que l'infime partie du monde qu'il nous a été donné d'observer jusqu'à présent était en effet structurée n'implique pas que le monde dans son ensemble l'est et continuera à l'être.

Tout ceci ressemble un peu à un raisonnement par l'absurde. Mais à ceci il y a, me semble-t-il, une réponse possible qui tient au fait que la justification n'est pas entièrement circulaire : chaque fois on en appelle à un niveau de structure d'ordre supérieur, pas au même niveau. Il s'agit en fait d'une régression plutôt que d'une circularité. Alors prenons un raccourci et rendons nous directement au niveau ultime de la régression.

Où est le dogmatisme ?

A ce niveau on aura les hypothèse suivantes : h1 := le monde est fondamentalement structuré, h2:= le monde n'est pas fondamentalement structuré. Si l'on pense que ces deux hypothèses sont a priori équiprobables, alors on est capable de justifier l'induction. Nos observations, sur une infime portion de l'univers, semblent valider h1 : la probabilité d'atterrir en un endroit de l'univers si structuré alors qu'il ne l'est pas dans son ensemble est faible.

Ce que l'empiriste sceptique nous demande d'accepter, c'est que h1 et h2 ne sont pas équiprobables parce qu'il y a beaucoup plus de configurations concevables pour lesquelles le monde n'est pas structuré. Il y a beaucoup plus de façons d'être non structuré que structuré. Autrement dit il nous demande de penser comme équiprobables des répartitions possibles de faits plutôt que des hypothèses, ce qui rend la probabilité a priori de h2 beaucoup plus forte que celle de h1, et donc l'hypothèse h2 beaucoup plus difficile (en fait impossible) à défaire.

Les deux raisonnement se tiennent. Mais qui est dogmatique ? A la lumière de cette présentation il semble que l'empiriste sceptique ne l'est pas moins. Au fond le choix se situe entre une métaphysique de faits particuliers et une métaphysique de lois, toutes deux cohérentes. Nous y sommes au niveau ultime, et je ne vois pas pourquoi ces deux métaphysiques ne devraient pas elle même bénéficier d'une probabilité a priori identique, puisqu'à ma connaissance il n'existe pas un nombre plus grand de métaphysiques de faits que de métaphysique de lois. Ce n'est pas parce qu'une métaphysique de faits permet un plus grand nombre de configurations (ce qui resterait d'ailleurs à argumenter) qu'une métaphysique de lois est moins probable.

Autrement dit le sceptique, si on le pousse dans ses retranchements, est obligé d'admettre qu'il a lui aussi besoin d'une ontologie, qu'il est lui aussi en train de formuler une hypothèse d'ordre métaphysique sur le monde, et que cette hypothèse en vaut bien une autre. Il doit accepter qu'au niveau ultime nos degrés de crédence a priori sont à placer dans les hypothèses, puisqu'au niveau ultime, celui de la métaphysique, il n'y a plus que des hypothèses. Le raisonnement sceptique aurait été valide s'il était possible de se défaire de toute métaphysique, mais ce n'est pas le cas. Le sceptique, en proposant de juger équiprobables toutes les mosaïque de faits, est bien en train de défendre une métaphysique.

Et puisque notre sceptique reste empiriste il devra bien constater que sa métaphysique n'est pas particulièrement confirmée par l'expérience : la probabilité que nous nous situons dans une partie structuré du monde si celui-ci n'est que faits disparates est très faible. Mais si le monde est lois, cela n'a rien de surprenant. L'idée que le monde est régit par des loi est donc probable compte tenu de nos observations, ce qui en retour valide le raisonnement inductif : il est probable que celui-ci soit un type de raisonnement efficace.

Tout ce que ceci nous demande est d'accepter non pas l'induction, mais le raisonnement probabiliste. L'option reste ouverte de rejeter ce type de raisonnement, mais alors on n'est plus vraiment un empiriste sceptique, plutôt peut-être quelque-chose comme un quietiste ou un sceptique radical qui ne se pose même plus ce genre de questions. Le scepticisme de l'empiriste repose bien en effet sur l'assignation a priori de probabilités aux mosaïques de faits possibles plutôt qu'aux structures : c'est ce qui lui permet de rejeter l'induction.

J'ajouterai une remarque qui a plus pour but de prolonger la réflexion. Dans le cadre de la mécanique quantique on attribuera une equiprobabilité aux structures, aux configurations possibles, plutôt qu'aux états de faits possibles. C'est ce que traduisent le principe d'indiscernabilité des particules et notamment les statistiques de Bose-Einstein (la configuration "une particule dans l'état A et une dans l'état B" est indifférente au fait de savoir laquelle des deux est en A ou en B, elle a autant de poids que la configuration "les deux en A"). On croirait que quelque chose qui tenait plutôt jusqu'alors de la méta-hypothèse a été intégré au sein même de notre physique, comme si celle-ci, non contente de formuler des lois, incorporait directement une métaphysique de structures et de lois (et les "méta-lois" comme les principes de symétrie associés, ici la symétrie par permutation de particules identiques)... Est-ce un argument de plus en faveur de l'induction ? Pas si la physique repose elle-même sur l'induction, mais tout de même, il y a peut-être quelque-chose à en tirer.

Dans le prochain article je m'intéresserai à d'autres problèmes plus récents liés à l'induction : le paradoxe d'Hempel et le problème de Goodman

samedi 20 février 2016

Lordon et le rôle du concept en sciences sociales

Ma spécialité n'est pas le "champ social" mais permettez-moi tout de même un rapide commentaire critique sur cet article de Lordon paru en 2013 dans les cahiers philosophiques, qui évoque au passage les "sciences dures" et leur usage des mathématiques, des sujets qui me sont plus familiers. Si je trouve le rapprochement entre philosophie et sciences sociales que Lordon appelle de ses voeux dans cet article tout à fait louable, certains aspects me gênent néanmoins. Ils ont trait à la fois au style et au contenu de l'article.

Commençons par un bref exposé de ma compréhension du texte (je vous renvoie à l'article lui même pour une exposition plus fidèle des idées l'auteur).

dimanche 14 février 2016

Pourrait-on s'exprimer dans un langage purement physique ?

Leonard Nimoy Spock 1967

On voit parfois cette caricature dans les récits de science fiction ou dans les comédies : une personne, ou une machine, s'exprimant dans un langage purement scientifique (au lieu de dire "prend un verre d'eau" elle dira d'un ton nasillard "je te conseille d'ingérer par voie buccale une quantité d'environ dix centilitres de liquide constitué principalement de molécules H2O"). Pourrait-on vraiment s'exprimer ainsi ?

Après tout si le physicalisme est vrai, c'est à dire si tout dans le monde est physique, ce devrait être une possibilité de principe, et même, plutôt que de recourir à ce type de paraphrases que la complexité pousse à dessein au ridicule, nous pourrions peut-être,  poussant le ridicule à son terme, nous communiquer directement des modèles physiques dans un formalisme mathématique.

mardi 24 novembre 2015

Les lois de nécessité survivent-elles aux changements théoriques ?

Le réalisme structural et l'objection de Newman

Le réalisme structural prétend répondre au problème du changement théorique en faisant valoir que les relations, sinon le contenu des théories, sont conservées lors des changements théoriques. Ainsi la théorie de Newton est fausse quant à l'ontologie qu'elle postule : il n'y a pas vraiment de forces de gravitation dans la nature. Mais elle est vraie quant aux relations qu'elle décrit par ses lois.

Un problème est de savoir en quoi ceci ne revient pas simplement à affirmer que la théorie est empiriquement adéquate : si les équations de la théorie ne doivent être interprétées qu'empiriquement, en quoi fait-on plus que décrire des régularités superficielles dans les phénomènes observables ?

Ce problème peut être formalisé sous la forme de ce qu'on appelle l'objection de Newman envers le réalisme structural. A strictement parler, le réalisme structural veut affirmer plus que l'existence de relations entre nos observations. Il veut dire qu'il existe des relations "réelles" entre des objets inaccessibles de la réalité, et que ses relations se traduisent par des relations entre nos observations. Mais si l'on entend relation en terme purement logico-mathématique, dire ça, c'est ne rien dire du tout car l'existence de relations purement mathématiques sur un domaine d'objets est une affaire triviale. Il suffit de regrouper conceptuellement ces objets d'une certaine façon pour pouvoir affirmer qu'une certaine structure de relations existe.

Certes, mais l'on a bien dit qu'il s'agissait de relations "réelles", pas de n'importe quelles relations. C'est là tout le problème : que veut-on dire par là ? Il nous faut qualifier de quelles relations on parle. Et ce faisant, on risque de s'éloigner d'un pur structuralisme. En particulier, on peut se demander si ces relations, ainsi qualifiées, vont survivre aux changements théoriques. Si les forces de gravitation dénotent des relations "réelles" entre les corps massifs, en quoi survivent-elles au changement théorique, puisqu'il n'y a pas de forces de gravitation en relativité ? S'il s'agit simplement de dire que la théorie de Newton décrit correctement les relations entre la position, la vitesse et l'accélération des corps massifs, en quoi s'agit-il d'autre chose que de relations superficielles entre les phénomènes observables ? Comment qualifier ces relations pour faire du réalisme structural plus qu'un empirisme, sans en faire un réalisme complet qui serait victime des arguments basés sur le changement théorique ?

A noter que le problème se pose aussi bien aux tenants du réalisme structural ontique. Ceux-ci affirment que nos théories décrivent correctement une structure réelle, ontologiquement primitive, mais si cette structure est comprise en un sens purement logico-mathématique, ou seulement par la manière dont elle se rapporte aux phénomènes observables qui eux seuls seraient interprétés qualitativement, la position risque de se ramener soit à un platonisme mathématique, soit à un simple empirisme.

Les modalités à la rescousse

Melia et Saatsi proposent de parler de relations modales, c'est à dire de relations de nécessité dans le monde, et ça semble être également la voie choisie par les tenants du réalisme structural ontique. Affirmer qu'il s'agit de relations nécessaires permet en effet d'aller au delà de la simple description de régularités observables : on explique ces régularités, il s'agit de lois naturelles qui ne surviennent pas sur la distribution des phénomènes. Nous ne sommes plus dans l'empirisme. De plus il est légitime de penser qu'en effet les relations modales entre nos observations survivent aux changements théoriques : les lois de Newton sont bien remplacées par d'autres lois, celles de la relativité par exemple, mais si l'on considère que la relativité décrit toujours des relations modales, alors c'est toujours en vertu d'une nécessité dans le monde qu'on observe les relations décrites par la théorie de Newton.

Mais est-ce bien le cas ? Prenons un exemple plus simple que le passage de la mécanique de Newton à la relativité : celui de Galilée à Newton. La loi de gravitation à la surface de la terre nous dit que si je lâche un objet, il subira une accélération vers le bas de 9,8 m/s². Cette loi voit juste quand à des relations entre nos observations. S'agit-il de relations modales ?

Intuitivement, il semble que oui : non seulement tous les corps qui chutent subissent cette accélération, mais, pourrait-on dire, si j'avais lâché un corps quelque temps plutôt, bien que je ne l'ai pas fait, il aurait subit cette accélération. C'est donc plus que la description de régularité : c'est un rapport de nécessité.

Pourtant quelque chose peut nous troubler. Le fait que cette accélération soit de 9,8 m/s² est, à la lumière de la théorie de Newton, contingent. Cela tient au fait que nous nous trouvions à la surface de la terre et que la terre ait telle masse. Comment cette loi pourrait-elle être nécessaire si elle est contingente ? N'est-ce pas contradictoire ? La loi de Galilée serait nécessaire s'il était nécessaire que l'on se trouve sur terre, et alors les modalités de la mécanique newtonnienne (peut-être héritées d'une théorie plus fondamentale) se transmettraient de manière indolore à la loi de Galilée, mais ce n'est pas le cas : nous pourrions nous trouver sur la lune. D'où vient alors cette intuition que les corps subissent une accélération de 9,8 m/s² en vertu d'une nécessité physique ?

Une loi modale contextuelle ?

Une première idée serait de dire qu'il s'agit d'une loi "ceteris paribus" (toutes choses égales par ailleurs). Ce "ceteris paribus" contiendrait une clause du type "à la surface de la terre". La loi de Galilée nous demande d'envisager un certain nombre de situations possibles (et pas seulement actuelles, donc c'est bien une loi de nécessité) mais avec restriction. On a le droit de faire varier la vitesse initiale, la position, la masse du corps, mais pas le fait que nous sommes à la surface de la terre.

Mais ceci amène à se questionner sur le statut de cette clause : pourquoi faire varier la position, la vitesse, et pas cette clause, plutôt que l'inverse ? En quoi est-il légitime de reléguer notre position sur terre au contexte, et pas le reste ?

On peut imaginer une première raison : la position ou la vitesse des corps sont des quantités dynamiques, si bien qu'il n'y a pas de sens à les tenir pour fixe, puisque ce sont les variations de ces quantités qu'on veut expliquer. La valeur du champs gravitationnel est, quant à elle, un paramètre externe à l'explanandum. Elle fait partie du contexte. Mais après tout la valeur du champs gravitationnel dépend également de la position, et donc il n'est pas si fixe que cela.

Voyons alors comment on explique la loi de Galilée dans un cadre Newtonien. On décrira un système à deux corps : la terre et notre objet. On pourra ensuite envisager, pour retrouver la loi de Galilée, que le centre de la terre est infiniment lointain, si bien que les variations de position de notre objet par rapport à la terre (et donc les variations de la force d'attraction) sont négligeables. Il faut aussi qu'elle soit infiniment massive pour qu'il y ait toujours une attraction, de façon à ce que le rapport entre cette masse et la distance au carré converge vers une valeur fixe qui correspondra au champ gravitationnel. C'est ainsi qu'on réduit la loi de Galilée à une approximation de celle de Newton : en faisant tendre certains paramètres vers l'infini, tout en gardant un certain rapport constant. Le passage de Newton à la relativité se fait dans des termes similaires.

En résumé nous avions deux corps dans notre modèle, et nous avons décidé d'en éliminer un, la terre, parce que sa dynamique n'est pas pertinente. Bien sûr il n'y aurait aucun sens à éliminer l'autre corps, celui qui nous intéresse, mais le fait que nous nous trouvions dans une situation où un des deux corps est éliminable est contingent, et tout ceci a, pour un réaliste, un petit arrière goût de pragmatisme. Si nous ignorons la terre, et la remplaçons par un potentiel gravitationnel constant, c'est parce que nous, humain, n'avons aucune prise sur elle et qu'elle est stable. En ce sens seulement le contexte est "nécessairement contingent" et donc la loi de Galilée est une loi de nécessité. Mais dans l'absolu cela n'a rien de relations de nécessité, et on pourrait être tenté d'y voir la description de régularités qui dérivent peut-être de lois nécessaires, mais qui n'en sont pas : le fait que tous les corps au sein d'une zone arbitraire de l'espace, la surface de la terre, subissent cette accélération précise.

Un problème pour le réalisme structural

On pourrait faire le même type d'argument pour le passage de la mécanique classique à la relativité : les lois de la mécanique classique sont des lois nécessaires uniquement si l'on tient pour nécessaire que nous nous situons dans un espace relativement plat, mais ce n'est pas le cas. De même pour la transition entre la mécanique classique et la mécanique quantique : la décohérence vaut parce que nous sommes dans un univers ayant un grand nombre de degrés de liberté, et peut-être parce que nos mesures "classiques" sur les systèmes quantique dépendent de ça, si bien que nous n'avons aucune prise sur la décohérence de par notre situation épistémique (elle est nécessaire à notre acquisition de connaissance). Et de même pour la thermodynamique si on fait dépendre sa dérivation de la physique statistique d'une hypothèse du passé.

Je ne sais pas s'il est possible de se satisfaire de cette situation (et si mes quelques lecteurs ont un avis la dessus je suis preneur). Suffit-il qu'une relation dérive d'une relation modale et d'un contexte contingent pour la qualifier de modale ? Elle ne peut être absolument nécessaire, mais est-elle "semi-modale" ? On a bien l'impression que si les lois fondamentales de la nature sont nécessaires, alors les lois moins fondamentales le sont aussi en un sens, restreintes à leur domaine d'application, mais est-ce que ça vaut pour n'importe quelle restriction de domaine arbitraire ? Dans ce cas ne pourrait-on pas trouver des contre-exemples, des lois qui semblent absurdes parce que leur domaine d'application regroupe des éléments disparates ? Et dans le cas contraire, en quoi les restrictions anthropocentrées seraient-elles plus légitimes que d'autres ? Y a-t-il de "bons" domaines d'application autres que pragmatiques ?

Il me semble que ça menace en un sens l'idée que des relations modales seraient conservées lors des changements théoriques si ces relations n'apparaissent nécessaires que relativement à notre position contingente. A l'époque de Galilée, aurions nous pu savoir ce qui, dans la loi de la chute des corps, allait s'avérer nécessaire ou contingent ? Peut-être aurions-nous pu le deviner : c'est la constante de gravitation qui devait être incriminée (et nous pourrions incriminer toutes les constantes de nos théories). Mais dans le passage de Newton à Einstein les choses sont plus complexes puisque c'est la structure de l'espace lui-même qui s'avère contingente, et ici, on parle bien de relations. Donc l'idée que les relations sont conservées d'une théorie à l'autre est directement menacée. Finalement à propos de quoi doit-on être réaliste ?

Conclusion : quelques solutions

J'imagine bien quelques solutions pour résoudre se problème.

Une première solution serait d'invoquer la nécessité du passé, pour pouvoir affirmer qu'en effet le contexte dans lequel nous nous situons est nécessaire. Dans ce cas toute restriction de domaine serait légitime pour peu qu'elle s'appuie sur des faits passés. Reste à voir si ça ne trivialise pas toute forme de nécessité (si tout ce qui est présentement le cas est nécessaire, que reste-t-il de contingence, et pourquoi parler de lois modales ? Peut-être le déroulement futur d'une expérience reste contingent, dans un cadre indéterministe ?).

Une seconde solution serait de faire appel à des dispositions, c'est à dire à situer la nécessité non pas dans des lois abstraites, mais dans les phénomènes concrets qui sont instanciés. On peut dire alors que la loi de Galilée décrit correctement un ensemble de relations causales nécessaires, même si la façon dont cette loi regroupe ces relations (la restriction à un domaine particulier : les phénomènes à la surface de la terre) n'a rien de nécessaire, et alors de nouveau n'importe quelle restriction de domaine pourrait être légitime si elle correspond à la distribution des dispositions dans l'univers. Ceci impliquerait que la bonne forme de réalisme structural serait un structuralisme dispositionnaliste. Mais si la distribution des dispositions est contingente, que reste-t-il de la nécessité ? En quoi en avons-nous une connaissance ?

Enfin une troisième solution serait d'invoquer une hiérarchisation dans les rapports de nécessité comme le propose Lange : certaines lois seraient plus nécessaire que d'autres (celles des théories plus fondamentales). Il conviendrait alors d'expliquer en quoi les restrictions de domaine propre, par exemple, aux lois de Newton, sont de "bonnes" restrictions, peut-être en invoquant la notion de stabilité contrefactuelle que propose Lange. Peut-être qu'on peut combiner cette solution à la première : le passé serait nécessaire en un sens plus faible.

En tout cas le réalisme structural fait face à un problème sérieux s'il compte s'appuyer principalement sur le changement théorique dans son argumentation. Puisque nos théories actuelles ne sont pas le fin mot de l'histoire, il se peut que nos théories soient toujours "relativement nécessaires", et qu'il faille relativiser de manière implicite leur contenu modal à notre contexte particulier (ce contexte pouvant être élargit lors des changements théoriques), voire abandonner l'idée qu'il existe une nécessité absolue, hors contexte, dans le monde.