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Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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EPFL (programme SHS)
Épistémologie et histoire des sciences
ère Cours de 1 année
Christian Sachse
Lunité et la pluralité des sciences »
psychology(www.psychology.unlv.edu)
biology(www.bible.ca)
chemistry(www.nature.com)
physics(www.science.nd.edu)
1 Introduction
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse
Le rapport entre les sciences spéciales (comme la biologie), les propriétés de sciences spéciales, et
la physique et les propriétés physiques est un des grands débats en philosophie des sciences. Ce débat contient deux dimensions. Ladimension ontologiqueconcerne la question de savoir sil y a une différence qualitative entre des propriétés des sciences spéciales comme les propriétés biologiques dune plante et sa composition par des propriétés physiques. Autrement dit, est-ce quil y a une différence entre une plante et sa composition datomes? Dans ce contexte, on va considérer un argument en faveur dune identité: chaque occurrence dune propriété dune sciences spéciales est identique avec quelque chose physique. Lautre dimension concerne lépistémologieou les concepts et théories. Quel est le rapport entre des sciences différentes? Peut-on réduire la biologie par exemple à la physique? Peut-on expliquer un organisme en termes physiques ou est-ce quil y a un avantage épistémologique de la biologie par rapportà la physique? En regardant ces questions et dautres, on va commencer avec ladite conception du monde en strates» comme cadre pour les considérations suivantes.
La conception du monde en strates
Il y a plusieurs sciences comme la physique, la chimie, la biologie, les neurosciences, etc. Quel est le rapport entre les différents types de phénomènes que considèrent ces sciences? Il y a un niveau fondamental de la nature. Les propriétés quil y a à ce niveau sont celles qui peuvent se produire en un point de lespace-temps. Celles-ci sont des propriétés microphysiques comme la position, la vitesse, la masse, la charge, etc. Le niveau des systèmes qui possèdent ces propriétés – des particules microphysiques – est fondamental parce quil ny a rien qui est plus petit quun point. Tous les autres systèmes quil y a dans la nature se sont développés à partir des systèmes physiques fondamentaux. Ils sontcomposés de ces systèmes. Il ny a pas de systèmes microphysiques et en plus des organismes, des molécules, etc.: les organismes sont composés de molécules, et les molécules sont composées de systèmes microphysiques. Une certaine configuration de systèmes microphysiques constitue une molécule dune certaine sorte, et une autre configuration de systèmes microphysiques constitue une molécule dune autre sorte. Il en
1 Les paragraphes sont dune grande partie des copiés du livre de Michael Esfeld (2006):Philosophie des sciences. Une introduction, Lausanne: Presses polytechniques et universitaires, chapitres 23-26.
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse va de même pour les systèmes biologiques. Un organisme comme un arbre est composé en dernier lieu de systèmes microphysiques. Lunité de la nature consiste en le fait que les systèmes macroscopiques sont composés de systèmes microphysiques. Ce fait suggère ce que lon appelle la conception du monde en strates. Il y a la strate des systèmes microphysiques, puis la strate des molécules, puis la strate des organismes, puis la strate des êtres vivants développés, y compris les êtres humains, etc.
êtres vivants développés organismes molécules systèmes microphysiques
Ce dessin nindique que les strates principales. On peut concevoir en plus des strates intermédiaires, comme, par exemple, une strate de systèmes que traite la biologie moléculaire, strate qui se trouve entre la strate des molécules et celles des organismes. La relation de composition (du type un arbre est composé de systèmes microphysiques») à elle seule ne suffit pourtant pas pour définir les strates supérieures. Les astres, par exemple, sont des systèmes qui sont plus grands que les organismes, mais on nadmet pas une strate des astres au-dessus de la strate des organismes. On regarde les étoiles, par exemple, comme appartenant à la strate physique. La raison est que les étoiles en tant que telles nont que des propriétés du même type que les propriétés physiques fondamentales. Sur la base de la composition par des systèmes microphysiques, ce qui définit une strate supérieure en comparaison avec la strate physique fondamentale, cest le fait quil y a des propriétés de types nouveaux par rapport à celles des systèmes que traitent les théories physiques fondamentales. Par exemple, certaines molécules exhibent la propriété de posséder une certaine structure spatiale, qui nest pas une propriété des systèmes microphysiques. Les êtres vivants ont les propriétés de se reproduire et de sadapter à lenvironnement qui ne sont pas des propriétés des molécules, etc. La conception du monde en strates est une conception hiérarchique: des propriétés de types nouveaux définissent une strate. Les propriétés de strates supérieures présupposent les propriétés de toutes les strates inférieures. Les propriétés caractéristiques des organismes présupposent les propriétés caractéristiques des molécules, etc.
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse Le problème de la causalité des propriétés des strates supérieures
La strate fondamentale des systèmes microphysiques (propriétés existant en des points de lespace-temps) possède un statut particulier. La science physique qui examine cette strate na pas besoin davoir recours à dautres sciences. Si lon cherche une explication dune occurrence dune propriété physique quelconque (occurrence au sens dexistence dune propriété en un certain lieu et un certain temps), il nest jamais nécessaire daller en dehors du domaine des lois physiques pour expliquer loccurrence de la propriété en question. Dans la mesure où il y a une explication pour loccurrence dune propriété physique donnée, il y a une explication qui ninvoque que des lois physiques. De même, si lon cherche une cause dune occurrence dune propriété physique
quelconque, on na jamais besoin daller en dehors du domaine des causes physiques: dans la mesure où une occurrence dune propriété physique donnée a des causes, elle a des causes physiques complètes. On peut dès lors caractériser la manière dont la physique est indépendante des autres sciences par un principe de complétude dont il convient de distinguer les trois aspects suivants: Complétude explicative: pour toutes les occurrences de propriétés physiques, dans la mesure où une occurrence dune propriété physique possède une explication, elle possède une explication suffisante en termes physiques. Complétude nomologique: pour toutes les occurrences de propriétés physiques, dans la mesure où une occurrence dune propriété physique se conforme à des lois, il y a des lois physiques suffisantes auxquelles se conforme loccurrence de la propriété physique en question. Complétude causale: pour toutes les occurrences de propriétés physiques, dans la mesure où une occurrence dune propriété physique a des causes, elle a des causes physiques suffisantes. Ces trois principes nexcluent pas quil puisse y avoir dautres explications, dautres lois et dautres causes sous lesquelles tombent les occurrences de propriétés physiques. Ils disent uniquement que si lon cherche une explication, une loi ou une cause pour une occurrence dune propriété physique quelconque, il nest jamaisnécessairede sortir du domaine des phénomènes physiques. Sur la base de ces principes, on peut parler dune dépendance asymétrique entre la strate physique fondamentale et les strates supérieures. La strate fondamentale est indépendante au sens des trois principes mentionnés. Les autres strates dépendent de la strate fondamentale dans un sens explicatif, un sens nomologique et un sens causal. Pour expliquer loccurrence dune propriété chimique, biologique, etc., il ne suffit souvent pas de citer uniquement des lois chimiques, biologiques, etc., mais il faut aussi avoir recours à des lois physiques. La raison est que les systèmes chimiques, biologiques, etc. se sont développés à partir des systèmes physiques et que des causes physiques continuent à produire des effets chimiques, biologiques, etc. Par exemple,
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse en printemps, les plantes produisent des fleurs, mais uniquement si certaines conditions physiques normales sobtiennent dans lenvironnement (certaines conditions du sol, de lair, etc.). Des perturbations physiques, qui ne sont pas prises en compte par des lois chimiques ou biologiques, peuvent empêcher le développement des fleurs. En bref, pour expliquer par exemple une occurrence dune propriété chimique, il faut souvent tenir compte de lois et de causes physiques. Il nest cependant jamais nécessaire davoir recours a des lois et des causes biologiques. Sur cette base, on peut établir un principe général qui dit que chaque strate est indépendante eu égard aux strates qui sont supérieures à elle, mais elle dépend de façon explicative, de façon nomologique et de façon causale de toutes les strates qui sont inférieures à elle. Le statut particulier de la strate fondamentale, la strate microphysique, sensuit de ce principe. On peut même aller jusquà dire que lon peut en principe expliquer tous les effets chimiques, biologiques, etc. en fin de compte par des causes microphysiques, étant donné que tous les systèmes chimiques, biologiques, etc. sont composés de systèmes microphysiques: si lon reproduit la même composition microphysique – la même configuration de systèmes microphysiques –, on reproduit aussi les mêmes effets chimiques, biologiques, etc. Pour cette raison, on peut dire quela composition microphysique dun système fixe ou détermine les propriétés macroscopiques de ce système – cest-à-dire les propriétés chimiques, géologiques, biologiques, neurobiologiques, etc. La même composition microphysique entraîne les mêmes propriétés chimiques, biologiques, etc. Néanmoins, même sil est en principe possible dexpliquer tous les effets macroscopiques par des causes microphysiques, les propriétés des strates supérieures sont causalement efficaces. Des propriétés des strates supérieures ont notamment des effets qui impliquent des changements aux strates inférieures. Par exemple, le désir de faire cesser le mal de tête cause le mouvement corporel de prendre un comprimé daspirine, y compris les changements de positions de particules physiques dans lesquels consiste ce mouvement corporel. Or, pour ces changements de position de particules physiques, il y a aussi des causes physiques suffisantes (dans la mesure où il y a des causes). Le fait de lefficacité causale des propriétés des strates supérieures pose dès lors un problème. Prenons des propriétés biologiques comme exemple. Supposons quune occurrenceb dune 1 propriété biologique produise une occurrenceb dune autre propriété biologique. La relation 2 causale entrebetbnécessite aussi un changement au niveau physique. Par conséquent,bne 1 2 1 peut causerbquen causant aussi une configurationpdoccurrences de propriétés physiques. 2 2 Admettons, pour simplifier les choses, quepsoit suffisant pour fixer les propriétés biologiques 2
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse du système au moment où existeb. Or, suivant le principe de la complétude causale du domaine 2 physique,p possède aussi une cause physique complète, à savoir une autre configurationp 2 1 doccurrences de propriétés physiques. Supposons, pour simplifier les choses, quep soit 1 suffisant pour fixer les propriétés biologiques du système au moment où existeb. Toutefois, en 1 causantp,pune condition suffisante pour ce qui survient sur est p, à savoirb. Par 2 1 2 2 conséquent, il semble que les causes physiques excluent les causes biologiques, car elles sont suffisantes pour produire tous ce quil y a au niveau biologique:
(fixe)
b 1
p 1
?
?
(cause)
b 2
p 2
(fixe)
(les flèches de causalité sont représentées par un trait plus épais, les flèches de survenance sont discontinues)
Ce schéma met en évidence le problème de la causalité des propriétés des strates supérieures. Il sapplique non seulement aux propriétés biologiques, mais encore à toutes les propriétés des strates supérieures. Prenons un exemple: la propriété biologique dune certaine plante de posséder un gène pour la couleur blanche des fleurs (b) survient, entre autres, sur les propriétés physico-chimiques de 1 lADN en connexion avec certaines conditions physiques dans lenvironnement (p). Le gène 1 pour la couleur blanche (b) a pour conséquence que la plante produit des fleurs blanches au 1 printemps (b). Lapparition des fleurs blanches possède comme base de survenance une certaine 2 composition moléculaire changeante des cellules des fleurs, étant liée, entre autres, au fait que les cellules réfléchissent les ondes de la lumière dune certaine manière (p). Si le gène (b) produit 2 1 les fleurs blanches (b), il doit donc causer un changement dans la composition moléculaire des 2 cellules des fleurs (p). Or ce changement (p) possède également une cause physique, à savoir 2 2 notamment les propriétés physico-chimiques de lADN en connexion avec certaines conditions physiques dans lenvironnement (p). En provoquant le changement dans la composition 1 moléculaire de la plante (p) cette cause physique (p) produit une condition suffisante pour 2 1
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse lexistence des fleurs blanches (b). Pourquoi alors considérer le gène (b) comme une cause – et 2 1 ainsi comme un facteur qui explique quelque chose?
Largument pour lidentité des causes
Si lon prend le principe de la complétude explicative, nomologique et causale de la strate physique fondamentale comme point de départ, on peut être tenté de pencher pour la conclusion suivant laquelle les propriétés des strates supérieures sont desépiphénomènes: elles sont des propriétés qui ne produisent aucun effet – ni dautres occurrences de propriétés de strates supérieures, ni des occurrences de propriétés physiques. Cette position revient à supprimer les flèches causales qui ont leur origine dansbdans le dessin plus haut. Or, regarder les propriétés 1 des strates supérieures comme des épiphénomènes contredit des résultats des sciences spéciales qui sont bien établis. Dans lexemple susmentionné, la propriété biologique de posséder un gène pour la couleur blanche des fleurs (b) a pour conséquence causale que la plante produit des 1 fleurs blanches au printemps (b). On peut se référer à cette propriété biologique pour expliquer 2 cet effet. De plus, en fin de compte, cette position aurait la conséquence absurde de dire en ce qui nous concerne, nous autres êtres humains, que les propriétés psychologiques – comme, par exemple, les intentions daction – sont incapables dexercer une influence sur notre comportement. Dun autre côté, on ne peut pas tirer du principe de lefficacité causale des propriétés des strates supérieures la conséquence que, par exemple, les causes biologiques produisent des effets biologiques ainsi que des effets physiques qui ne sont pas produits par des causes physiques – cest-à-dire, la conséquence duninteractionnisme biophysique. Étant donné que tout changement au
niveau biologique entraîne un changement au niveau physique, dans ce cas, quelques effets physiques(par exemple,ple dessin plus haut) ne posséderaient pas de causes physiques dans 2 complètes. Si les causes biologiques produisaient des effets qui ne possèdent pas de causes physiques suffisantes (dans la mesure où ils possèdent des causes), il sensuivrait quil y a des forces biologiques proprement dites. Or, cest un résultat bien établi des sciences de la nature du vingtième siècle que tous les types dinteractions sont identiques à des types dinteractions physiques. Il ny a pas de forces proprement chimiques (par exemple la force de van der Waals) ou biologiques (par exemple un hypothétique élan vital); les lois causales de la chimie et de la biologie décrivent des manifestations particulières des types dinteractions physiques (notamment lélectromagnétisme). Sil y avait des forces proprement chimiques ou biologiques, celles-ci produiraient des effets qui
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse auraient également un effet sur les propriétés qui appartiennent à la strate fondamentale physique. On ne peut pas modifier un système de manière chimique ou de manière biologique sans le changer aussi de manière physique, étant donné que tous les systèmes dans la nature sont composés de systèmes physiques. Les lois physiques ne laissent pas de lacunes qui permettent à des causes non physiques comme des causes biologiques de faire une contribution distincte à la production deffets physiques. Ces brèves réflexions mettent en évidence quil y a des bonnes raisons pour soutenir la position suivant laquelle les causes qui se situent à des strates supérieures – comme des causes biologiques – sontidentiquesà des causes physiques. Si, dans le dessin plus haut,best identique àpet sib 1 1 2 est identique àp, le problème de la causalité des propriétés des strates supérieures trouve une 2 solution nette: certaines causes physiques sont des causes chimiques, biologiques, etc. Par conséquent, les occurrences de propriétés des strates supérieures, dans la mesure où elles produisent des effets quelconques, sont identiques à des occurrences de propriétés physiques. Pour être plus précis, elles sont identiques à des configurations doccurrences de propriétés physiques. Cette position est unréductionnisme: tout ce quil y a dans la nature sont des occurrences de propriétés microphysiques et leurs configurations. En ce qui concerne la conception du monde en strates, il sagit de strates de différents degrés dorganisation de configurations de propriétés physiques fondamentales, degrés dorganisation qui constituent des différentes structures (patterns» en anglais) dans la configuration de propriétés microphysiques dans lespace-temps – lADN est une telle structure, une plante une autre, un cerveau encore une autre. Certaines de ces structures permettent non seulement des descriptions microphysiques, mais encore des descriptions chimiques, biologiques, etc. Ces descriptions-ci se focalisent sur ces structures en tant que telles par contraste à leur composition physique. Largument de la causalité des propriétés des strates supérieures est largument central pour le réductionnisme en philosophie des sciences contemporaine. Néanmoins, la question reste ouverte de savoir si cette conception réductionniste peut tenir compte de la diversité de la nature – diversité qui se reflète dans la pluralité des sciences et des théories scientifiques qui caractérisent létat actuel de la recherche scientifique. Peut-on réduire toutes les sciences de la nature (chimie, biologie, géologie …) à une science physique fondamentale? Ou les théories des sciences spéciales – comme les théories de la chimie, de la géologie, de la biologie, de la neurobiologie, etc. – jouissent-elles dune certaine autonomie face à
la physique fondamentale?
Résumé
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse
Suivant la conception du monde en strates, les différentes sciences – comme la physique, la chimie, la biologie, etc. – portent sur différentes strates du monde. Sur la base de la strate physique fondamentale, les strates supérieures sont caractérisées par des propriétés de types nouveaux. Dune part, ces propriétés sont causalement efficaces; dautre part, chaque strate est indépendante eu égard aux strates qui sont supérieures à elle, mais elle dépend de façon explicative, de façon nomologique et de façon causale de toutes les strates qui sont inférieures à elle. La tension entre ces deux principes se manifeste dans le problème suivant: pour chaque effet que produit une propriété dune strate supérieure, il y a également une cause suffisante à une strate inférieure, voire la strate physique fondamentale. Ce problème est largument principal pour la position réductionniste suivant laquelle les occurrences des propriétés des strates supérieures sont identiques à des configurations doccurrences de propriétés physiques fondamentales.
Suggestion de lecture
Kim, Jaegwon (2005):Physicalism, or something near enough. Princeton: Princeton University Press. Chapitre 2 explique le problème de la causalité des propriétés des strates supérieures; chapitre 4 traite le réductionnisme.
Sachse, Christian (2007):Reductionism in the philosophy of science. Frankfurt (Main): Ontos-Verlag. Chapitre 1.
Questions de contrôle
1) Quest-ce qui définit la strate fondamentale selon la conception du monde en strates? 2) Quest-ce qui définit les strates supérieures? 3) Que dit le principe de la complétude explicative de la strate physique fondamentale? 4) Que dit le principe de la complétude nomologique de la strate physique fondamentale? 5) Que dit le principe de la complétude causale de la strate physique fondamentale? 6) Pour quelle raison peut-on dire que la composition microphysique dun système fixe ou détermine les propriétés macroscopiques de ce système?
EPFL (programme SHS) Épistémologie et histoire des sciences ère Cours de 1 année Christian Sachse 7) Pourquoi la conjonction du principe de la complétude causale de la strate physique fondamentale et du principe de lefficacité causale des propriétés des strates supérieures mène-t-il à un problème? 8) Quest-ce que lépiphénoménisme? 9) Quelle est lobjection principale contre une solution du type interactionniste? 10) Si lon maintient que les causes des strates supérieures en général sont identiques à des causes physiques, quelles sont les conséquences pour la conception du monde en strates? 11) Quelle est votre position préférée face au problème de la causalité des propriétés des strates supérieures et pour quelles raisons?
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