Peut-on être réaliste et empiriste ?

Rappelons les termes du débat sur le réalisme scientifique. L'empiriste pense que toute connaissance doit être issue de l'expérience. Le problème est que le réalisme scientifique, qui postule que a réalité est correctement décrite par nos théories, est une thèse métaphysique. Or une thèse métaphysique, portant sur la nature fondamentale du monde, ne peut être fondée sur l'expérience uniquement. Elle nous demande d'aller au delà, de recourir à des intuitions, dont il est douteux, pour l'empiriste, qu'elles soient fiables. Ainsi l'empiriste entretiendra une suspicion à l'égard de toute hypothèse qui ferait plus qu'enregistrer des régularités vis-à-vis de ce qui est observable. Il doutera : des essences (des propriétés possédées nécessairement par les objets et qui en déterminent la nature), des rapports de causalité qui supposent une nécessité dans le monde, ou de l'existence de propriétés, relations ou objets inobservables en général. Tout ce que nous devons accepter des sciences, ce sont leurs conséquences observables.

La sous détermination

Une manière de donner corps à cette suspicion à l'égard de l'inobservable est l'argument de la sous détermination des théories par l'expérience. Plusieurs théories, ou plusieurs interprétations métaphysiques, peuvent donner lieu aux mêmes prédictions expérimentales. Dans ce cas nous n'avons aucune bonne raison de préférée l'une de ces théories ou interprétation aux autres.

En effet on peut observer qu'à strictement parler les hypothèses des sciences ne sont jamais testées directement de manière isolées. Prenons par exemple le principe d'inertie en mécanique newtonnienne qui stipule qu'un corps ne subissant aucune force poursuit son mouvement dans la même direction. D'abord il s'agit d'une idéalisation : en pratique un corps subira toujours des forces de gravitation. Ensuite et surtout le mouvement d'un corps se mesure à partir d'un référentiel inertiel, ce dernier étant un référentiel attaché à un corps en mouvement libre. Mais alors l'hypothèse est définie circulairement, est n'est pas strictement vérifiable. On retrouve le même type de circularité dans la façon dont les notions de masse et de force sont définies l'une par rapport à l'autre, ou encore dans le principe de conservation de l'énergie.

Ceci ne signifie pas que la théorie n'est pas testée, mais plutôt qu'elle est testée comme un tout. Les hypothèses fondamentales de la théorie sont mises à contribution pour construire des modèles qui seront ensuite confrontés en bloc à la réalité expérimentale, associées à des hypothèses auxiliaires et à des principes méthodologiques comme le principe de causalité ou le réductionnisme. Ce qui est réellement confronté à l'expérience, ce sont les conséquences empiriques des théories plutôt que les axiomes de la théorie elle même. De plus lors d'expériences récalcitrantes, les axiomes seront rarement remis en cause : on préfèrera émettre des hypothèses auxiliaires ad-hoc pour sauver la théorie.

Pourquoi alors accorder un crédit à ces hypothèses fondamentales plutôt qu'à leurs conséquences empiriques uniquement ? Si l'on observe la pratique scientifique, on remarque que les théories sont choisies sur la base de critères pragmatiques plutôt que seulement épistémiques : on privilégie les théories simples, unifiées, fructueuses, explicatives. Mais pourquoi la réalité serait elle simple ? Pourquoi devrait-elle se soumettre à nos besoins d'explication ? Pourquoi ne pas envisager tous les théories alternatives qui seraient susceptibles de faire les mêmes prédictions ? Les hypothèses fondamentales des théories ne seraient elles pas que des outils pratiques, heuristiques, visant à construire des modèles empiriquement adéquats, à unifier les différentes observations possibles ? Au mieux nous devrions accepter que les théories sont empiriquement adéquates, que leurs conséquences empiriques, qui seules sont confrontées à l'expérience, sont vraies. L'empiriste entretient finalement une forme d'humilité.

L'argument du miracle et l'induction pessimiste

A ceci le réaliste répond que le succès de la science est déraisonnable, et demande une explication que l'empiriste est incapable de fournir. Celui ci n'explique pas pourquoi les phénomènes continuent de respecter les lois de la nature. Il n'explique pas, surtout, que les théories permettent de prédire de nouveaux phénomènes ou continuent de fonctionner quand nous augmentons la précisons de nos mesures ou inventons de nouveaux modes opératoires. Si les axiomes de la théorie permettent en effet d'unifier des observations diverses, ils permettent également de déduire de nouvelles conséquences observables qui sont ensuite vérifiées. Nous devrions au moins adopter les croyances minimum qui ne font pas de ce succès prédictif une coïncidence cosmique, un miracle.

Or il se trouve que les objets et propriétés inobservables, tout comme les hypothèses portant sur des rapports de nécessité physique, sont indispensables à l'établissement de nouvelles prédictions. Ceux ci ne se réduisent pas à de simples agencements d'observations : quand nous attribuons une charge électrique à un objet, soit la propension de cet objet à attirer d'autres objets chargés, nous ne pensons pas que cette disposition disparait quand elle n'est pas observée ou qu'elle n'existe pas vraiment si elle n'est jamais manifestée. Les entités théoriques ne sont pas seulement un ensemble de manifestations. C'est ne pas faire justice au langage que de penser que vous ne viserions qu'un ensemble d'attributs observables, des descriptions, quand nous employons des termes théoriques : nous prétendons faire référence à de véritables entités du monde (les arguments de Kripke que nous avons évoqué dans un article précédent le montrent).

Ce fait peut être accepté par l'empiriste, qui fait valoir le fait que les hypothèses fondamentales ne sont pas testées directement. Il adopte alors le conventionnalisme que nous évoquions : les termes théoriques sont, certes, indispensables, mais servent un but heuristique uniquement. Mais pour le réaliste, puisque ces termes théoriques sont indispensables aux nouvelles prédictions, et que celles ci sont couronnées de succès, il faut penser que les entités auxquelles ces termes font référence existent réellement. C'est la seule explication à ce succès prédictif. Les théories ne serviraient pas un but pratique uniquement : elles seraient établies par inférence à la meilleure explication.

Ce à quoi l'empiriste répondra que les termes des théories passées dont on pensait qu'ils faisaient référence, et qui nous servaient à établir de nouvelles prédictions, sont aujourd'hui abandonnés. Exit les forces de gravitation de la théorie de Newton ou les flux caloriques. La prétention du réalisme est mal placée. Si les termes théoriques du passé ont pour nombre d'entre eux été abandonnés ou réinterprétés, que penser de nos théories actuelle ?

Le réaliste, cependant, pourra être peu satisfait de la solution que propose l'empiriste. D'une part ce dernier suppose une distinction entre ce qui est observable ou non qui est loin d'être évidente. N'y a-t-il pas une gradation entre l'usage des lunettes et celle du microscope ? Et les concepts qui nous servent à exprimer nos observations sont ils vraiment indépendants des théories ? Peut être que les observations elles aussi sont interprétées. L'empiriste semble penser que les termes du langage, observationnels, théoriques ou métaphysiques, jouissent d'une signification univoque qui permet de savoir s'ils se rapportent ou non aux observations. Peut être qu'au fond même les hypothèses métaphysiques sont mises à contribution quand on confronte une théorie à l'expérience, quelles sont testées de manière plus indirecte.

Si tel est le cas, le scepticisme de l'empiriste n'a pas de raison de rester reclu à un hypothétique domaine observable : il devrait toucher l'ensemble de nos représentations, qui ne se distinguent des théories scientifiques que par degré. Mais ce scepticisme généralisé est inacceptable. Il est donc rationnel de croire que nos théories décrivent la réalité.

Voilà donc l'éventail des arguments qui peuvent être invoqués. Résumons nous : côté empiriste,

• la sous détermination par l'expérience
• le changement théorique

et côté réaliste,

• le succès scientifique et l'indispensabilité des termes théoriques
• l'absence de distinction nette entre observable et inobservable

Le réalisme structural

Ajoutons une position dans ce débat : le réalisme structural, qui propose un compromis en mettant l'accent sur les structures relationnelles des théories. Il s'agit, avec l'empiriste, de ne pas accorder trop d'importance aux propriétés et objets inobservables postulés par les théories qui peuvent disparaître lors des changements théoriques, mais toutefois d'être réaliste à propos des relations entre ces objets ou propriétés. Même s'il n'y a pas vraiment de forces de gravitation, la structure relationnelle qu'exprime la théorie de Newton en terme de forces, à travers ses équations fondamentales (les lois de Newton), correspondrait, elle, à un aspect de la réalité.

Les arguments sont les suivants :

• s'il y a sous détermination entre plusieurs théories possibles, on doit pouvoir en dégager une structure commune qui explique qu'elles fassent les mêmes prédictions. On peut au moins être réaliste quant à cette structure commune. Les hypothèses fondamentales d'une théorie sont peut être définies circulairement mais la structure qui en résulte, elle, n'est pas triviale et c'est cette structure qui est mise à contribution pour faire des prédictions.
• les structures suffisent à établir de nouvelles prédictions, et donc expliquent le succès prédictif des sciences.
• il y a continuité de structure lors des changements théoriques, précisément parce-que les nouvelles théories font justice aux prédictions des anciennes, qu'elles peuvent incorporer comme cas limite, ce qui se traduit notamment par l'import des équations des anciennes théories dans le cadre des nouvelles.

Le réalisme structural répond donc aux principaux arguments du débat, à l'exception de la distinction entre observable et inobservable sur laquelle il ne se prononce pas à priori, mais ce n'est pas pour lui un problème : il n'est pas dit que ces structures devraient forcément se ramener à des observations. Il s'agit justement d'une question qui peut différencier différentes formes de réalisme structural.

En effet le réalisme structural peut se décliner en plusieurs positions en fonction des aspects suivants :

• s'agit-il de postuler l'existence de structures de relations qui se ramènent aux observations ou de pures "relations sans relata" ?
• s'agit-il de relations exprimant des rapports de nécessité physiques, ou simplement décrivant un agencement ?

Concernant le deuxième point, tout indique qu'il faille opter pour des rapports de nécessite physique. En effet si ces relations se ramènent à des observations, on remarquera qu'après tout l'empirisme propose lui aussi d'adhérer à des relations entre observations quant il affirme que nos théories sont empiriquement adéquates. Si le réalisme veut faire mieux, et notamment expliquer le succès des sciences, il doit s'en différencier en donnant quelque substance à ces relations. Et si ces relations ne se ramenaient pas à des observations, le réalisme structural devrait encore se différencier d'un simple platonisme mathématique. Parler d'agencement sans que quoi que ce soit ne soit agencé ne semble pas faire beaucoup sens. Encore une fois, l'adhésion à la nécessité physique permettrait de substantialiser ces relations (par exemple en imaginant le monde comme une structure causale).

A mon avis il faut aussi considérer que ces relations se rapportent à des observations en réponse au premier point. Après tout s'il y a continuité quant aux prédictions des théories successives, il doit bien y avoir une notion d'observation neutre vis à vis de ces théories pour pouvoir les comparer, ou au moins une traduction des anciennes vers les nouvelles qui permettre d'établir rétrospectivement ce domaine neutre. Par ailleurs la confrontation à l'expérience reste un aspect central des sciences, sans lequel parler de succès prédictif ne ferait pas beaucoup sens. On pourra, pour répondre au problème de la distinction entre observable et inobservable, assumer une forme de holisme de la signification et envisager que les théories spécifient elles mêmes ce qui est observable ou non. C'est une solutions qui est d'ailleurs également disponible pour l'empiriste (dont on trouve des aspects chez Quine ou van Fraassen).

La meilleure solution de compromis entre réalisme et empirisme serait donc la suivante : il faudrait être réaliste à propos des relations de nécessité physique (éventuellement causales) entre observations possibles postulées par les théories.

Réalisme et empirisme, même combat ?

Il me semble que si on adopte cette solution, on amoindrit la différence entre réalisme et empirisme.

Cette solution est en un sens empiriste : elle ramène le contenu théorique à ce qui est observable, donc toute connaissance est bien fondée sur l'expérience. C'est bien de cette manière qu'on résout la sous détermination. On peut penser que la réponse au changement théorique est également dans la lignée de l'empirisme : si les structures sont conservées d'une théorie à l'autre, si on importe des équations des anciennes théories, c'est bien pour conserver les prédictions de l'ancienne théorie.

Mais cette solution est aussi réaliste. En effet si on identifie une propriété inobservable à ses pouvoirs causaux quant à ce qui est observable, alors nous ne faisons que postuler des propriétés inobservables, distinctes de leurs manifestations, à travers ces structures de relations causales ou de nécessités physiques. Après tout quelles autres ressources linguistiques possédons nous pour interpréter des propriétés inobservables ? Si notre intuition n'accède pas de manière privilégiée à la nature fondamentale du monde, pourquoi en irait-il autrement de notre langage ? La signification que nous attachons aux termes théoriques doit bien se ramener à quelque chose de tangible.

Donc cette position ne semble plus vraiment distincte du réalisme standard : tout au plus le réalisme standard attache une signification non explicite aux termes théoriques, éventuellement vague ("force", "substance"), qui peut être perdue lors des changements théoriques. Ceux-ci ne feraient qu'expliciter ces aspects implicites des théories pour les remettre en question ou les remplacer par des structures plus générales et plus adéquates : par exemple en remplaçant les forces par des aspects géométriques. Quand à la sous détermination, elle pourrait disparaître une fois nos significations explicitées. Ce ne serait qu'une question de choix de langage arbitraire.

Ceci peut paraître surprenant : est-ce à dire que réalisme et empirisme n'ont en fait jamais été des positions différentes ? Qu'ils n'ont jamais eu les problèmes que leurs adversaires leur attribuaient ? C'est en effet ce que je souhaite défendre.

Mon argument s'appuie d'une part sur une thèse épistémique : le contenu empirique des théories a toujours inclu des rapports de nécessité physique. L'empiriste a peut être raisons de ne pas croire aux objets ou relations inobservables, mais il a tort de ne pas adhérer à la nécessité physique. Il s'appuie ensuite sur une thèse sémantique : l'interprétation des termes théoriques a toujours été basée sur des concepts se ramenant à ce qui est observable. Le réaliste a tort de croire que les objets qu'il postule soient autre chose que des relations entre observations possibles. Si tel est le cas, alors le réalisme est un empirisme, et inversement.

Bien sûr je ne veux pas dire que le réalisme tel qu'il est conçu par ses adeptes et l'empirisme tel qu'il est conçu par ses adeptes sont la même position. Ce serait évidemment faux. Ce que je veux défendre c'est l'idée que le réalisme compris de manière générale comme la thèse suivant laquelle les objets postulés par nos théories existent réellement et l'empirisme comme la thèse suivant laquelle toute connaissance est fondée sur l'expérience ne sont pas incompatibles, et que si on accepte la thèse sémantique et la thèse épistémique que je propose, ces positions sont même identiques. Mais les empiristes et les réalistes n'adhérent pas nécessairement aux thèses que je défend (ils entretiennent un réalisme ou un empirisme particulier associés à certaines thèse épistémiques et sémantiques différentes des miennes), et donc de fait leurs positions ne coïncident pas. Cependant je pense qu'ils se trompent dans leur interprétation de ce qu'est le réalisme ou l'empirisme, et notamment concernant ces deux points, épistémique et sémantique.

J'ai commencé à élaborer dans les derniers articles sur la thèse sémantique à travers une sémantique pragmatique. Dans un prochain article je vais m'atteler à la thèse épistémique en défendant l'idée que le contenu empirique des théories exprime des rapports de nécessité physique.