L'explication, 1 1cm Philosophie des sciences séance...

L’explication, 1

Philosophie des sciencesséance 1

M. Cozic

M. Cozic L’explication, 1 Philosophie des sciences séance 1

séance basée sur...

D. Bonnay (2011), “L’explication” in Barberousse & al., eds,Précis de Philosophie des Sciences, Paris: Vuibert

0. introduction générale

la philosophie des sciencesI la philosophie des sciences (PSci) est aujourd’hui l’une

des principales branches de la philosophie

I la philosophie générale des sciences s’intéresse auxquestions épistémologiques et ontologiques transversalessoulevées par l’activité scientifique

I questions épistémologiques: par quels moyens la scienceatteint-elle ses connaissances ? quelle confiance devontnous accorder à ce que la science avance ?...

I questions ontologiques: quel statut faut-il accorder auxentités et propriétés étranges qui peuplent les théoriesscientifiques ?

I la philosophie des sciences spéciales s’intéresse auxquestions soulevées par des disciplines scientifiquesparticulières

I philosophie de la physique, de la biologie, des sciencessociales, des sciences cognitives

des principales branches de la philosophieI la philosophie générale des sciences s’intéresse aux

questions épistémologiques et ontologiques transversalessoulevées par l’activité scientifique

la philosophie des sciences

I ce cours est un cours d’approfondissement à laphilosophie générale des sciences contemporaine

(i) je supposerai que vous avez déjà quelques notions dephilosophie des sciences

(ii) nous ne nous intéresserons par à une disciplineparticulière, mais à des questions transversales

(iii) nous n’aurons pas une approche historique de laphilosophie des sciences, mais nous discuterons deproblèmes contemporains (≈ depuis la seconde guerremondiale)

I la PSc est devenue extrêmement riche, sophistiquée etspécialisée; nous allons nous concentrer sur 3 conceptscentraux en PSc contemporaine: l’explication, la causalitéet les probabilités

I ce cours est un cours d’approfondissement à laphilosophie générale des sciences contemporaine

(i) je supposerai que vous avez déjà quelques notions dephilosophie des sciences

(ii) nous ne nous intéresserons par à une disciplineparticulière, mais à des questions transversales

(iii) nous n’aurons pas une approche historique de laphilosophie des sciences, mais nous discuterons deproblèmes contemporains (≈ depuis la seconde guerremondiale)

I la PSc est devenue extrêmement riche, sophistiquée etspécialisée; nous allons nous concentrer sur 3 conceptscentraux en PSc contemporaine: l’explication, la causalitéet les probabilités

I il y a évidemment une foule d’autres concepts etproblèmes en PSc: théorie et modèles, lois de la nature,réalisme et anti-réalisme, réduction et émergence, etc...

I les 3 concepts retenus se recommandent parce que

(i) ce sont des concepts mobilisés au quotidien par lesscientifiques

(ii) les problèmes soulevés par ces concepts sont profonds etfont parfois figure de “grands” problèmes philosophiques(cf. Hume sur l’induction et la causalité)

(iii) ils ont fait l’objet de discussions intenses et constantesdurant les dernières décennies

I il y a évidemment une foule d’autres concepts etproblèmes en PSc: théorie et modèles, lois de la nature,réalisme et anti-réalisme, réduction et émergence, etc...

I les 3 concepts retenus se recommandent parce que

(i) ce sont des concepts mobilisés au quotidien par lesscientifiques

(ii) les problèmes soulevés par ces concepts sont profonds etfont parfois figure de “grands” problèmes philosophiques(cf. Hume sur l’induction et la causalité)

(iii) ils ont fait l’objet de discussions intenses et constantesdurant les dernières décennies

quelques explications

I Pourquoi Nicolas est-il en colère ?

Parce qu’il pense que Dominique a voulu lui jouer un vilaintour.

I Pourquoi Gomorrhe a-t-elle été détruite ?Parce que Dieu voulait punir ses habitants.

I Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?Parce qu’un astéroïde géant s’est écrasé sur la Terre.

I Pourquoi Nicolas est-il en colère ?Parce qu’il pense que Dominique a voulu lui jouer un vilaintour.

I Pourquoi Gomorrhe a-t-elle été détruite ?

Parce que Dieu voulait punir ses habitants.I Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?

Parce qu’un astéroïde géant s’est écrasé sur la Terre.

I Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?

Parce qu’un astéroïde géant s’est écrasé sur la Terre.

science et explications

I il n’y a pas que les sciences qui proposent des explicationsI les sciences ne font pas que proposer des explications:

elles prédisent, catégorisent, etc.I néanmoins, prima facie, fournir des explications est l’un

des objectifs fondamentaux de l’activité scientifiqueI notamment fournir des explications à des phénomènes qui

nous semblent mystérieux (ex: électricité statique)

l’explicativisme

I explicativisme: les théories scientifiques proposent (etdoivent proposer) des explications

“Expliquer les phénomènes physiques est l’un desobjectifs premiers des sciences de la nature” (Hempel)“La science est engendrée par la recherche d’explicationsqui soient à la fois systématiques et contrôlables par lesfaits ; et le but qui caractérise les sciences estl’organisation et la classification de la connaissance sur labase de principes explicatifs.” (Nagel)

I anti-explicativisme: les théories ne proposent pas (et nedoivent pas proposer) des explications

l’anti-explicativisme de Duhem

I thèse anti-explicativiste: l’objectif des théories physiquesn’est pas d’expliquer les phénomènes

I argument anti-explicativiste:- expliquer = “dépouiller la réalité des apparences”- l’accès à la réalité par-delà les apparences “transcende” la

“méthode expérimentale” de la physique et relève de lamétaphysique

- si la fonction de la théorie physique est d’expliquer, cela lamet sous la dépendance de la métaphysique

- la métaphysique n’a ni le degré de consensus ni le pouvoirdéductif pour que la physique soit mise sous sadépendance

l’anti-explicativisme de Duhem

I thèse anti-explicativiste: l’objectif des théories physiquesn’est pas d’expliquer les phénomènes

I argument anti-explicativiste:- expliquer = “dépouiller la réalité des apparences”- l’accès à la réalité par-delà les apparences “transcende” la

“méthode expérimentale” de la physique et relève de lamétaphysique

- si la fonction de la théorie physique est d’expliquer, cela lamet sous la dépendance de la métaphysique

- la métaphysique n’a ni le degré de consensus ni le pouvoirdéductif pour que la physique soit mise sous sadépendance

l’anti-explicativisme de DuhemI thèse descriptiviste: l’objectif des théories physiques est

de “RESUMER et CLASSER LOGIQUEMENT” non pastout à fait directement les phénomènes, mais les loisexpérimentales (≈ régularités entre des variablesmesurables)

I le critère d’évaluation d’une théorie est son adéquationempirique = sa capacité à “sauver les phénomènes”:“L’accord avec l’expérience est, pour une théorie physique,l’unique criterium de vérité”

I conception radicale des propositions théoriques:“[les principes] ne prétendent en aucune façon énoncerdes relations véritables entre les propriétés réelles descorps.

I repose sur l’hypothèse (fondamentale) que le pouvoirexplicatif est irréductible au pouvoir descriptif

1. les modèles DN et IS de l’explication

1.1. le modèle DN

I le modèle déductif-nomologique (DN) a été proposé parHempel et Oppenheim (1948)

I le modèle inductif-statistique (IS) est son extension auxexplications statistiques

I le modèle DN est le point de repére incontournable desthéories de l’explication

I exemple: la colonne de mercure

Quand on plonge un thermomètre à mercure dans unebassine d’eau chaude, le niveau colonne de mercurebaisse légèrement avant de s’élever. Pourquoi ?

L’immersion dans l’eau chaude commence par dilater letube de verre (ce qui fait baisser le mercure), puis lachaleur de répand et le mercure se dilate. Son coefficientde dilatation étant supérieur à celui du verre, le nouveauniveau de mercure dépasse le niveau initial

explanandum et explanans

I explanandum = ce qu’il faut expliquer ; ici, la baisse puis lahausse du niveau du mercure dans le tube

I explanans = ce qui explique ; ici, il y a

- des conditions initiales (le dispositif, l’immersion du tubedans l’eau chaude) et

- des lois comme celles qui gouvernent la dilatationthermique du verre

le modèle DN

C1, ...,Ck (conditions initiales)L1, ...,Ln (lois générales) explanans——————–F (fait à expliquer) explanandum

les conditions d’adéquation

I conditions d’adéquation logique(R1) l’explanandum doit être conséquence logique de

l’explanans(R2) l’explanans doit contenir des lois générales dont la

présence est nécessaire pour que l’explanandum soit uneconséquence logique de l’explanans

(R3) l’explanans doit avoir un contenu empirique (être testable)

I condition d’adéquation empirique(R4) les énoncés figurant dans l’explanans sont vrais

I conditions d’adéquation logique(R1) l’explanandum doit être conséquence logique de

l’explanans(R2) l’explanans doit contenir des lois générales dont la

présence est nécessaire pour que l’explanandum soit uneconséquence logique de l’explanans

(R3) l’explanans doit avoir un contenu empirique (être testable)I condition d’adéquation empirique

(R4) les énoncés figurant dans l’explanans sont vrais

commentaires

I les conditions (R1)-(R3) sont purement formelles (pluscontestable pour (R3)) ; tandis que la condition (R4), elle,dépend de l’état du monde

I si (R1)-(R4) sont satisfaites, alors l’explanandum est vrai

I condition (R1): l’explanans implique logiquementl’explanandum : l’explanandum ne pouvait que se produireétant donné l’explanans

I une autre façon de l’exprimer: quelqu’un qui connaît lesconditions initiales et les lois en jeu peut, à l’aide de laseule logique, prévoir l’explanandum

commentaires

I les conditions (R1)-(R3) sont purement formelles (pluscontestable pour (R3)) ; tandis que la condition (R4), elle,dépend de l’état du monde

I si (R1)-(R4) sont satisfaites, alors l’explanandum est vraiI condition (R1): l’explanans implique logiquement

l’explanandum : l’explanandum ne pouvait que se produireétant donné l’explanans

I une autre façon de l’exprimer: quelqu’un qui connaît lesconditions initiales et les lois en jeu peut, à l’aide de laseule logique, prévoir l’explanandum

commentaires

I conditions (R2): l’explanans doit faire intervenir des lois(i) conditions (R1)+(R2) forment le coeur du modèle DN ;

Salmon dit que, pour le modèle DN, l’essence del’explication scientifique est la “prévisibilité nomologique”(nomic expectability )

(ii) idée commune: expliquer, c’est expliquer des phénomènessuprenants à l’aide de faits et de principes qui nous sontfamiliers. Le modèle DN est différent: expliquer, c’estramener à des lois. Si ses lois sont familières, alors celacoïncide avec l’idée commune. Mais ce n’est pas le casgénéral.

commentaires

I conditions (R2): l’explanans doit faire intervenir des lois(i) conditions (R1)+(R2) forment le coeur du modèle DN ;

Salmon dit que, pour le modèle DN, l’essence del’explication scientifique est la “prévisibilité nomologique”(nomic expectability )

(ii) idée commune: expliquer, c’est expliquer des phénomènessuprenants à l’aide de faits et de principes qui nous sontfamiliers. Le modèle DN est différent: expliquer, c’estramener à des lois. Si ses lois sont familières, alors celacoïncide avec l’idée commune. Mais ce n’est pas le casgénéral.

commentaires

I exemple: explication de la gamme des couleurs del’arc-en-ciel par les lois de la réflexion et de la réfraction

(iii) (R2) aide à discriminer entre explications scientifiques etexplications pseudo-scientifiques

I exemple (Carnap, 1966)- la théorie vitaliste de H. Driesch qui explique lesphénomènes vivants à l’aide de la notion d’entéléchie =“force spécifique qui fait que les êtres vivants secomportent de la manière dont ils se comportent”- aux critiques, Driesch répond que les forces physiquesne s’observent pas plus que l’entéléchie- Carnap objecte que la différence cruciale: les forcesphysiques sont mobilisées dans un ensemble de lois

commentaires

I exemple: explication de la gamme des couleurs del’arc-en-ciel par les lois de la réflexion et de la réfraction

(iii) (R2) aide à discriminer entre explications scientifiques etexplications pseudo-scientifiques

I exemple (Carnap, 1966)- la théorie vitaliste de H. Driesch qui explique lesphénomènes vivants à l’aide de la notion d’entéléchie =“force spécifique qui fait que les êtres vivants secomportent de la manière dont ils se comportent”- aux critiques, Driesch répond que les forces physiquesne s’observent pas plus que l’entéléchie- Carnap objecte que la différence cruciale: les forcesphysiques sont mobilisées dans un ensemble de lois

commentaires

I (R4) rend le concept d’explication objectif: il faut quel’explanans soit vrai.

I la tentative d’explication de la combustion par le phlogistonn’est pas une explication (ou une explication correcte)alors que la théorie moderne de la combustion dontl’explanans est vrai (supposons-le en tous cas !) est, elle,une véritable explication de la combustion

commentaires

I (R4) rend le concept d’explication objectif: il faut quel’explanans soit vrai.

I la tentative d’explication de la combustion par le phlogistonn’est pas une explication (ou une explication correcte)alors que la théorie moderne de la combustion dontl’explanans est vrai (supposons-le en tous cas !) est, elle,une véritable explication de la combustion

digression: la théorie du phlogiston (ou phlogistique)

I théorie chimique influente du 17è-18è siècle qui fournissaitnotamment une hypothèse explicative à la combustion:lors de la combustion, les corps dégagent une substance,le phlogiston

I explique notamment la perte de masse qui acccompagnela combustion de nombreux corps. Pb: certains métauxgagnent du poids lors de la combustion ! Réponse: poidsnégatif du phlogiston !

commentaires, fin

I l’explanandum n’est pas nécessairement un fait particulier,mais peut lui-même être une loi

I exemple: explication des lois de Kepler par la mécaniquecéleste newtonienne (3 lois du mouvement + hypothèse dela gravitation universelle)

1.2. le modèle IS

I le modèle DN est adapté aux lois déterministes, pas auxlois probabilistes

I exemple:L: la demi-vie (ou période radio-active) du carbone 14 (unisotope radio-actif du carbone) est (≈) de 5730 ans

la demi-vie d’un isotope radioactif est la durée d t.q. lenoyau de l’atome a 1/2 chance de se désintégrer pendantdle carbone 14 est très utile pour la datation: on mesure lerapport, dans les restes d’un organisme, entre le carbone14 et les autres isotopes du carbone ; étant donné la loi L,les hypothèses sur le rapport carbone 14/autres isotopesdu vivant de l’organisme et le fait que le carbone 14 sedésintègre quand l’organisme meurt, on peut inférer(approximativement !) la date de vie de l’organisme.

la demi-vie d’un isotope radioactif est la durée d t.q. lenoyau de l’atome a 1/2 chance de se désintégrer pendantd

le carbone 14 est très utile pour la datation: on mesure lerapport, dans les restes d’un organisme, entre le carbone14 et les autres isotopes du carbone ; étant donné la loi L,les hypothèses sur le rapport carbone 14/autres isotopesdu vivant de l’organisme et le fait que le carbone 14 sedésintègre quand l’organisme meurt, on peut inférer(approximativement !) la date de vie de l’organisme.

la demi-vie d’un isotope radioactif est la durée d t.q. lenoyau de l’atome a 1/2 chance de se désintégrer pendantd

le carbone 14 est très utile pour la datation: on mesure lerapport, dans les restes d’un organisme, entre le carbone14 et les autres isotopes du carbone ; étant donné la loi L,les hypothèses sur le rapport carbone 14/autres isotopesdu vivant de l’organisme et le fait que le carbone 14 sedésintègre quand l’organisme meurt, on peut inférer(approximativement !) la date de vie de l’organisme.

I exemple, suite:explanandum: le ratio carbone 14/autres isotopes d’unmorceau de bois retrouvé sur un chantier de fouilles égalela moitié du même ratio dans l’atmosphère. Pourquoi ?

explicans: parce que l’arbre dont provient le morceau debois a été coupé il y a environ 5730 ans et que L est le cas.

I un cas stylisé:explanandum : 50 % de la population P a la propriété Φexplanans: la loi L affirme que chaque membre de lapopulation P a une chance sur deux d’avoir la propriété Φ

I n’est-pas une tout simplement une instance du modèle DN?

I NON ! La loi L n’implique pas logiquement l’explanandum.Il est parfaitement compatible avec la loi L qu’une autreproportion de la population P ait la propriété Φ. Il estmême compatible avec la loi L qu’aucun membre de lapopulation n’ait la propriété Φ

I il est possible qu’une pièce soit non-biaisée et quepourtant la pièce tombe 10 fois de suite sur FACE

vers le modèle inductif-statistique (IS)

I idée: on a expliqué l’explanans s’il était “assez probable”étant donné l’explanandum

I cette notion de probabilité est une probabilité inductive:elle qualifie la probabilité soit vraie étant donné certainesprémisses ou hypothèses

I le modèle DN correspond au cas-limite où l’explanandumest certain (a une probabilité inductive maximale) étantdonné les prémisses

le modèle IS

C1, ...,Ck (conditions initiales)L1, ...,Ln (lois générales) explanans——————– [r]F (fait à expliquer) explanandum

r est la probabilité inductive qui doit être assez élevée pour quel’explication soit acceptable.

I conditions d’adéquation logique

(R’1) l’explanandum doit suivre l’explanans avec une forteprobabilité inductive

(R’2) l’explanans doit contenir au moins une loi (statistique ounon) dont la présence est nécessaire pour quel’explanandum soit dérivé avec une forte probabilitéinductive

(R’3) l’explanans doit avoir un contenu empiriqueI condition d’adéquation empirique

(R’4) les énoncés figurant dans l’explanans sont vrais

I conditions d’adéquation logique(R’1) l’explanandum doit suivre l’explanans avec une forte

probabilité inductive(R’2) l’explanans doit contenir au moins une loi (statistique ou

non) dont la présence est nécessaire pour quel’explanandum soit dérivé avec une forte probabilitéinductive

(R’3) l’explanans doit avoir un contenu empirique

I condition d’adéquation empirique(R’4) les énoncés figurant dans l’explanans sont vrais

I conditions d’adéquation logique(R’1) l’explanandum doit suivre l’explanans avec une forte

probabilité inductive(R’2) l’explanans doit contenir au moins une loi (statistique ou

non) dont la présence est nécessaire pour quel’explanandum soit dérivé avec une forte probabilitéinductive

(R’3) l’explanans doit avoir un contenu empiriqueI condition d’adéquation empirique

(R’4) les énoncés figurant dans l’explanans sont vrais

. Hempel (1965)

“Une réponse rationnellement acceptable à la question“Pourquoi l’événement X s’est-il produit ?” doit nousdonner des informations qui montrent que l’on devaits’attendre à X - sinon de manière certaine, comme dans lecas de l’explication DN, du moins avec une probabilitéraisonnable. Ainsi l’information explicative doit donner debonnes bases pour croire que X s’est bien produit ; sinoncette information ne nous donnerait aucune raisonadéquate pour dire “Voilà l’explication - cela montre bienpourquoi X s’est produit”.”

problème pour le modèle IS

I John Jones (a) souffre d’une infection à streptocoque (S),il est traité à la pénicilline (P) et guérit (G)

Sa ∧ Pa (conditions initiales)L1 = P(G|S ∧ P) = 0.95 (loi statistique) explanans——————– [0.95]Ga (fait à expliquer) explanandum

I supposons que John Jones souffre en fait d’une soucheparticulière de streptocoque (R) très résistante à lapénicilline.

Sa ∧ Pa ∧ Ra (conditions initiales)L2 = P(¬G|S ∧ P ∧ R) = 0.95 (loi statistique) explanans——————– [0.95]¬Ga (fait à expliquer) explanandum

I problème: deux explicantes logiquement compatiblespeuvent conférer une probabilité très élevée à uneproposition et sa négation.

I supposons que John Jones souffre en fait d’une soucheparticulière de streptocoque (R) très résistante à lapénicilline.

Sa ∧ Pa ∧ Ra (conditions initiales)L2 = P(¬G|S ∧ P ∧ R) = 0.95 (loi statistique) explanans——————– [0.95]¬Ga (fait à expliquer) explanandum

I problème: deux explicantes logiquement compatiblespeuvent conférer une probabilité très élevée à uneproposition et sa négation.

I supposons que L1 et L2 soient vraies, que Sa ∧ Pa ∧ Ra etque (par chance !) John Jones guérisse. On pourrait direque, en s’appuyant sur L1 et sur une proposition impliquéepar Sa ∧ Pa ∧ Ra (i.e. Sa ∧ Pa) donc vraie également, on aexpliqué au sens de IS la guérison de John Jones.

I c’est extrêmement contre-intuitif ! On produit cette“explication” en laissant de côté une informationhautement pertinente: John Jones est atteint par la soucherésistante du streptocoque.

I supposons que L1 et L2 soient vraies, que Sa ∧ Pa ∧ Ra etque (par chance !) John Jones guérisse. On pourrait direque, en s’appuyant sur L1 et sur une proposition impliquéepar Sa ∧ Pa ∧ Ra (i.e. Sa ∧ Pa) donc vraie également, on aexpliqué au sens de IS la guérison de John Jones.

I c’est extrêmement contre-intuitif ! On produit cette“explication” en laissant de côté une informationhautement pertinente: John Jones est atteint par la soucherésistante du streptocoque.

l’exigence de spécifité maximaleFb (conditions initiales)P(G|F ) = r (loi statistique) explanans——————– [r]G (fait à expliquer) explanandum

I exigence de spécifité maximalesoit S l’ensemble des énoncés figurant dans l’explanans etK l’ens. des énoncés acceptés au moment de l’explication.

“si la conjonction de S et K implique que b appartient à unecertaine classe F1 et que F1 est une sous-classe de F , alors laconjonction de S et K doit aussi impliquer un énoncé quispécifie la probabilité statistique de G dans F1, disonsP(G|F1) = r1. Ici r1 doit être égal à r à moins que l’énoncéprobabiliste en question ne soit simplement un théorème de lathéorie mathématique des probabilités”

l’exigence de spécifité maximale

I l’exigence de spécificité maximale introduit une élémentsubjectif dans la caractérisation de l’explication qui estabsent du modèle DN: le fait qu’il y a ou non explicationdépend désormais non seulement de relations logiques etsémantiques, mais également de ce qui est accepté, parl’individu, au moment où il propose une explication.

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