Vous consultezDéterminisme et causalité

AuteurJacques Bouveresse du même auteur

1. Le principe de causalité et la loi d’entropie

Mon intention n’est pas de vous parler de la question de la causalité et du déterminisme dans l’épistémologie et la philosophie de Schlick en général, mais seulement de la façon dont elle est traitée dans l’article « Naturphilosophie », qui a été écrit en 1925 pour un recueil destiné à faire le point sur l’état des questions et des connaissances dans les différents secteurs de la philosophie[1] [1]Die Philosophie in ihren Einzelgebieten, Lehrbuch...
suite. La première chose à remarquer est que Schlick défend à cette époque-là tout à fait clairement une position qui correspond à ce qu’on appelle le réalisme scientifique : « Il n’y a, écrit-il, absolument aucun doute sur le fait que tous les éléments ultimes que la science doit assumer pour rendre intelligible la structure de la nature doivent être considérés comme réels exactement au même sens et au même degré que les objets perçus de la nature eux-mêmes. Il est évident que nous ne pouvons pas construire le réel à partir de particules irréelles ou de simples concepts. Si la physique se sent obligée de soutenir qu’un corps est constitué d’atomes, alors ces atomes sont certainement exactement aussi réels que le corps lui-même. Les électrons existent aussi sûrement que la lune existe » (p. 427).

2 En ce qui concerne le principe de causalité, Schlick constate qu’il nous dit seulement qu’un effet doit avoir une cause, mais pas ce qu’est, dans chaque cas, cette cause. Il faut donc qu’il y ait des règles qui indiquent quelle espèce de cause appartient à un effet déterminé, et inversement. Et ces règles sont les lois de la nature. Comme l’avait déjà dit Helmholtz, le contenu du principe causal consiste dans l’assertion que tous les événements dans la nature ont lieu conformément à des lois. Helmholtz dit que la loi causale est « la régularité présupposée de la nature » (dievorausgesetzte Gesetzmässigkeit der Natur) ou, plus exactement, le présupposé du fait que la nature obéit à des lois[2] [2] Voir le commentaire de Schlick dans Hermann...
suite. Et Schlick, qui est d’accord avec lui sur ce point, conclut de cela que « causalité et régularité (Naturgesetzlichkeit) sont une seule et même chose » (op. cit., p. 430). Si on le comprend à la façon de Helmholtz, on doit admettre que le principe de causalité ne possède pas nécessairement une validité universelle. Et c’est à la théorie de la connaissance, et non à la philosophie de la nature, de décider si c’est ou non le cas : « La validité de la causalité est (...) une présupposition, et non un objet, des sciences de la nature, et la philosophie de la nature doit par conséquent laisser le traitement de la question de la validité du principe à la théorie générale de la connaissance (qui doit assurément rendre sa décision sur la base des résultats obtenus dans l’étude de la nature) » (ibid., p. 429).

3 La tâche de la philosophie de la nature n’est donc pas de se prononcer sur la validité du principe de causalité, mais uniquement de clarifier son sens. La réponse à cette question est donnée justement par la réduction de la notion de causalité à celle de « nomicité » (Gesetzlichkeit). Schlick insiste sur le fait que, si l’idée de causalité inclut effectivement, comme on le pense d’ordinaire, celle de nécessité, celle-ci doit être dissociée de toute idée anthropomorphique de contrainte exercée par la cause et ne consiste en rien d’autre que la validité universelle. La nécessité signifie simplement la régularité, par opposition à ce qu’on appelle le « hasard » ou à l’absence de loi. « L’énoncé selon lequel “A suit nécessairement de B”, dit Schlick, est totalement identique quant au contenu à l’énoncé selon lequel “Dans tous les cas, si l’état B a lieu, l’état A suit” et ne contient absolument rien de plus » (ibid., p. 435). Autrement dit, même s’il maintient que le concept de causalité et, par conséquent, celui de loi naturelle contiennent la notion de nécessité, Schlick défend une conception de la causalité que l’on ne peut appeler autrement que humienne : il n’y a véritablement rien de plus dans le concept de causalité que dans le concept de régularité ou de consécution constante. On peut, bien sûr, parler de nécessité, mais le vrai sens de ce qu’on appelle, en l’occurrence, la nécessité n’est rien d’autre que cela. Dans son commentaire sur Helmholtz, Schlick constate, du reste, que ce n’est pas sur les pas de Kant, mais sur ceux de Hume, que marche Helmholtz. Et, dit-il : « Il peut être permis d’ajouter qu’à nous aussi le point de vue de Hume semble être le seul qui puisse résister à toutes les attaques de la critique » (p. 181). Mais on peut penser qu’il subsiste un problème dans la façon dont s’exprime Schlick, puisque le seul moyen pour la nécessité d’être conservée, tout en étant réduite à la notion d’universalité, serait qu’elle soit identifiée à la notion d’universalité non pas quelconque, mais, justement, nécessaire. En fait, au lieu de continuer à parler de nécessité logique et de nécessité naturelle, Schlick pourrait aussi bien, comme il le fait dans un cours des années 1933-1934 (On so-called necessity of thought), opposer simplement la nécessité logique et la régularité naturelle.

4 Quand on prend en considération le problème de l’évolution temporelle de l’univers, on se trouve confronté, remarque-t-il, à des questions de philosophie de la nature qui sont tout à fait différentes de celles que pose la spatialité du cosmos (Naturphilosophie, p. 451). La raison de cela tient à l’existence d’une loi, appelée « la deuxième loi de la thermodynamique », qui est d’un type complètement nouveau par rapport à celles qui avaient été considérées jusque-là et qui, pour cette raison, mérite un examen spécial dans la philosophie de la nature. La nouveauté consiste dans le fait qu’il s’agit d’une loi qui, justement, n’est pas universellement valide, mais possède le statut d’une loi avec exceptions. « Depuis les recherches de Ludwig Boltzmann, il y a, écrit Schlick, des raisons de penser – et c’est la conception qui prévaut parmi les scientifiques contemporains – que le principe d’entropie n’est en aucune façon nécessaire, mais ne possède qu’une validité probable ; en d’autres termes, ce n’est pas dans tous les cas, mais seulement en moyenne dans la très grande majorité des cas, que les événements se passent de la façon qui est énoncée par le principe d’entropie. Quand ce principe affirme, par exemple, que “si deux corps de température différente sont en contact, la chaleur s’écoule du plus chaud vers le plus froid, et non l’inverse”, cet énoncé est valide dans le même sens que, par exemple, l’assertion selon laquelle “personne, en utilisant un dé normal, n’obtiendra le six un million de fois à la suite” » (ibid., p. 453). D’un côté, le deuxième principe de la thermodynamique semble être la seule loi de la nature susceptible d’imposer un sens déterminé à la fois aux processus qui ont lieu dans la nature et à l’évolution de l’univers dans son ensemble. Si le principe d’entropie était une loi de la nature au sens tout à fait strict, une loi qui ne supporte pas d’exceptions, l’évolution de l’univers suivrait un cours irréversible en direction de l’état de repos complet qui correspond à ce qu’on appelle la « mort thermique ». Mais nous savons, d’un autre côté, que le deuxième principe de la thermodynamique n’est pas universellement valide. La difficulté fondamentale que Boltzmann a eu à résoudre peut donc se résumer ainsi. Si l’on admet que : 1 / ce qu’on appelle le sens du temps est déterminé par l’existence de processus irréversibles qui ont lieu dans la nature, et 2 / ce qui caractérise les processus irréversibles est le passage d’états moins probables à des états plus probables, on peut comprendre pourquoi le temps s’écoule dans un sens déterminé. Mais, en même temps, puisque le passage d’états plus probables à des états moins probables n’est pas impossible, mais seulement très improbable, et que tout événement qui a une probabilité différente de zéro finira par arriver un jour, à condition d’attendre suffisamment longtemps, il n’y a pas de processus irréversible qui ne puisse pas se dérouler aussi, à un moment où à un autre, en sens inverse, et pas non plus de nécessité pour que l’univers dans son ensemble ne puisse pas, lui aussi, évoluer à partir d’un certain moment en sens inverse. Comme le dit Schlick, « cela signifierait la ruine de toutes les spéculations cosmologiques qui reposent sur l’admission du principe d’entropie comme étant une loi de la nature absolument valide » (ibid., p. 454).

5 Tout comme Boltzmann, Schlick considère que la « flèche du temps » thermodynamique constitue la seule base physique possible pour ce qu’on appelle l’anisotropie du temps. Et il admet également que « l’irréversibilité des processus et l’unilatéralité du sens du temps sont au fond un seul et même fait » (ibid.). Par conséquent, si jamais dans l’univers lui-même ou dans une partie de l’univers les événements se déroulaient dans un sens contraire à celui qui est exigé par le principe de l’accroissement de l’entropie, le passé et le futur auraient échangé leur rôle, et on pourrait dire que l’écoulement du temps lui-même a inversé son sens. C’est ce que suggère l’hypothèse cosmologique fameuse de Boltzmann, qui a été critiquée sévèrement par Popper. Naturellement, si l’on considère que le sens du temps qui va du passé vers le futur est par définition identique à celui du passage d’états moins probables à des états plus probables, on peut se demander pourquoi on éprouve le besoin de dire que le temps se déroulerait aussi en sens inverse, et non pas simplement que les processus naturels auraient lieu en sens inverse. Mais c’est un point sur lequel je ne veux pas m’attarder ici.

6 Schlick admet qu’une succession d’événements qui se déroulerait en sens inverse de ce qui est exigé par le deuxième principe nous semblerait, si nous en étions témoins ou si nous y étions impliqués, excessivement étrange. Mais il se pourrait aussi, dit-il, que nous ne soyons pas du tout conscients de la bizarrerie et croyions être en train de vivre dans le monde ordinaire. La raison de cela est que nous appelons « passés » les événements dont nous avons des « souvenirs », et « futurs » ceux dont nous n’avons pas encore eu l’expérience. La mémoire est, fondamentalement, le seul critère dont nous disposons pour distinguer le passé et le futur, mais c’est un critère subjectif. « Quel événement est le premier “objectivement” et “en réalité”, nous serions tout à fait incapables de le décider, et peut-être que cela n’aurait pas de sens de demander si ce qui nous apparaît comme le “passé” est réellement “passé” ou en réalité est peut-être “à venir”, et nous est simplement présenté de façon trompeuse comme passé, en raison du cours perverti de tous les processus (y compris nos propres processus mémoriels) » (ibid., p. 455).

7 Il reste cependant à expliquer pourquoi nous n’avons, en général, d’information précise que sur les événements passés, et non sur les événements futurs. D’après le principe entropique, c’est plutôt la deuxième chose qui devrait être le cas, puisqu’il est plus facile, en l’utilisant, de calculer le futur que de calculer le passé. Il est, en effet, plus facile de spécifier l’état indifférencié vers lequel tend une distribution d’énergie non uniforme que de dire à partir de quels états plus différenciés un état moins différencié a évolué. La réponse à cela est, dit Schlick, que la structure du passé est inférée non pas à partir de la façon dont l’énergie est distribuée, mais à partir de la disposition spatiale des objets : « Le passé (...) peut être reconnu et reconstruit parce qu’il laisse des “traces” derrière lui. Je peux voir d’après l’état de la plage que quelqu’un a marché sur elle il y a peu de temps, mais je ne peux pas voir d’après lui si quelqu’un marchera sur la plage dans un futur proche. Or la création de “traces”, au sens le plus large, se produit toujours par le fait qu’une énergie de forme différenciée (dans notre cas, l’énergie cinétique des pas de l’homme) effectue un déplacement de particules physiques (les grains de sable sur la plage) et, ce faisant, imprime une forme déterminée sur elles (l’impression d’un pied), qui reste préservée de façon durable, précisément parce que l’énergie impliquée passe, conformément à la loi d’entropie, à une forme dispersée (mouvement désordonné des molécules des grains de sable), et de ce fait ne cause aucun déplacement supplémentaire des grosses particules. Si l’énergie restait sous une forme ordonnée (comme énergie cinétique des grains de sable), les grains ne resteraient pas en repos après avoir reçu l’empreinte du pied, et aucune trace persistante ne serait laissée. Puisque notre “souvenir” repose assurément aussi sur certaines traces qui sont restées dans le cerveau, l’explication donnée ici a une validité parfaitement générale, et rend plausible la raison pour laquelle notre remémoration, elle aussi, ne s’étend que dans le passé (défini à l’aide de la “Deuxième Loi”), et non dans le futur » (ibid., p. 455-456). Mais naturellement, dans ces conditions, si on formule le principe en disant que l’entropie s’accroît quand le temps s’écoule dans le sens positif, c’est-à-dire quand on va du passé vers le futur, cela n’est pas nécessairement vrai, si par « écoulement du temps » on entend l’expérience subjective que nous avons de l’écoulement du temps, car, dans certaines conditions, ce qui nous apparaît de façon trompeuse comme passé pourrait être objectivement futur, et inversement. Et cela risque d’être peu différent d’une simple tautologie, si par « écoulement du temps » on entend l’écoulement objectif du temps, tel qu’il est déterminé par le principe d’entropie.

2. Conditions initiales et lois : deux façons d’expliquer l’irréversibilité

8 Le principe d’entropie est une macro-loi. L’explication de cette loi, c’est-à-dire de la tendance de la nature à disperser l’énergie et à « préférer » des états de plus grande égalité thermique, doit être cherchée dans des micro-lois de l’espèce appropriée. Mais les micro-lois que l’on connaît sont réversibles. Comment l’irréversibilité peut-elle, dans ces conditions, s’introduire dans la nature ? Il y a, dit Schlick, deux possibilités. La première serait que les micro-lois que l’on a découvertes jusqu’ici ne soient pas les lois ultimes. La deuxième serait que la raison de l’irréversibilité des processus naturels ne doive pas être cherchée au niveau des lois, mais dans les conditions initiales. C’est la solution qui avait été adoptée par Boltzmann, tout au moins avant qu’il ne suggère une autre explication possible, qui correspond à son hypothèse cosmologique controversée. Cette hypothèse ne fait pas de supposition particulière sur les conditions initiales, puisque la courbe qui décrit les variations de la grandeur H (le négatif de l’entropie) a un comportement symétrique par rapport au passé et au futur et passe la quasi-totalité de son temps tout près de la valeur minimum, pour s’en éloigner seulement de façon exceptionnelle et de façon d’autant plus exceptionnelle que la déviation est plus importante. Mais Boltzmann n’a manifestement proposé cette hypothèse que pour s’affranchir de l’obligation d’avoir à expliquer la réalisation des conditions initiales particulières dont dépend la validité du deuxième principe, dans l’interprétation statistico-mécanique qu’il en donne. La suggestion qu’il fait est que, si on ne peut pas se passer d’une explication qui rende compte des conditions initiales elles-mêmes, on peut toujours faire la supposition que, quand l’univers ou la partie de l’univers concernée se retrouvent dans un état très improbable, ils y sont arrivés dans tous les cas à la suite d’une énorme fluctuation. Mais, en attendant, il reste vrai que, quelle que puisse être la façon dont ils sont arrivés là, ils évolueront vers des états qui deviennent toujours plus probables.

9 Il n’y a, cependant, rien d’illégitime, pour Boltzmann, dans le fait qu’une explication soit obligée de postuler des conditions initiales spécifiques, qui ne sont pas à leur tour expliquées et pourraient même être inexplicables. Si l’on part de la supposition que le monde s’est trouvé au départ dans un état très improbable (dans lequel la valeur de la grandeur H est très supérieure au minimum), on n’a pas besoin d’une loi de la nature particulière, mais seulement des lois mathématiques de la probabilité, pour expliquer que l’évolution s’effectue de façon unilatérale dans le sens du passage à des états de plus en plus probables. Le calcul des probabilités, qui relève des mathématiques pures et non de la physique, permet de comprendre pourquoi, comme le dit Schlick, « l’énergie des processus ordonnés “tend”, lorsque l’occasion lui est offerte, à se changer en l’énergie de processus désordonnés » (ibid., p. 457). Boltzmann insiste sur le fait que, comme n’importe quel autre énoncé mathématique, le principe d’entropie, considéré comme une loi de probabilité, formule une assertion du type : « Si telles ou telles conditions sont réalisées, alors telles ou telles conséquences s’ensuivent nécessairement. » Ce qui fait de lui une loi de la nature est l’adjonction de la supposition que des conditions de l’espèce appropriées sont réalisées, par exemple qu’un système gazeux isolé de son environnement et abandonné à lui-même satisfait les conditions en question.

10 Le principe d’entropie contient donc un élément qui n’apparaît pas dans les lois de la nature, en tant que telles. Les lois de la nature nous disent simplement quels événements ont lieu lorsqu’un certain état initial est réalisé. Mais elles ne nous disent pas quels états initiaux sont réalisés et à quel moment. « ... La question de savoir quelle constellation les corps de la nature, qu’il s’agisse des planètes ou des molécules, occupent à un moment quelconque n’est pas décidée pour nous par une loi quelconque, mais est une question de hasard (tout comme c’est un hasard, et une chose qui ne peut pas être interprétée à son tour comme la conséquence d’une loi, que des lois naturelles déterminées règnent simplement dans le monde) » (ibid., p. 58). Le mot « hasard », bien entendu, indique ici uniquement que nous avons affaire à des états de choses qui doivent être considérés simplement comme des faits, qui ne peuvent pas être expliqués par des lois, mais seulement, le cas échéant, par des lois en combinaison avec des conditions initiales déterminées qui ont été réalisées antérieurement, des faits qui, en dernière analyse, constituent la condition de possibilité de l’explication de quoi que ce soit par des lois. Il n’y a pas de lois qui expliquent pourquoi certaines conditions initiales ont été réalisées au départ, tout comme il n’y a pas de lois qui expliquent pourquoi l’univers obéit à des lois déterminées. C’est en cela que l’on peut dire de ces deux choses qu’elles sont le fait du hasard. Ce que l’on peut conclure de cela est que les lois, en tout cas les lois au sens traditionnel, gouvernent les processus qui ont lieu dans le temps, mais n’expliquent pas pourquoi les choses se présentent à un moment donné simultanément dans un arrangement déterminé. « Les lois, en d’autres termes, dit Schlick, déterminent seulement les choses qui arrivent l’une après l’autre dans le temps, et non ce qui est simultané (le concept de simultanéité devant recevoir ici en plus une certaine signification élargie, en référence à la théorie de la relativité). Si nous considérons l’image du monde quadri-dimensionnelle, nous pouvons dire que la causalité règne uniquement dans la direction du temps, et non dans les directions de l’espace. Là, nous avons des lois, mais ici, pour commencer, uniquement des faits » (ibid.).

11 La distinction que Schlick a en tête est du même genre que celle que fait Cournot entre la régularité de la loi et l’irrégularité du fait. « Par exemple, écrit celui-ci, la mécanique céleste nous donne la théorie des perturbations du système planétaire, et nous démontre la stabilité de ce système en assignant des limites, dans un sens et dans l’autre, aux oscillations très lentes et très petites que subissent les éléments des orbites ; mais elle ne nous fait point connaître les causes qui ont établi entre les corps du système de tels rapports de distances et de masses, que l’ordre, une fois établi, tendit de lui-même à se perpétuer. La raison physique et la cause immédiate de ce fait si singulier, l’une des marques les plus frappantes d’une intelligence ordonnatrice, se trouvent certainement dans la série des phases que le monde a traversées avant d’arriver à cet ordre final et stable dont nous admirons la simplicité majestueuse. »[3] [3] A. A. Cournot, Essai sur les fondements de nos...
suite Nous pouvons expliquer par les lois de la mécanique céleste pourquoi un système de corps caractérisé par les rapports de distances et de masses que nous constatons est stable. Mais tant que nous ne connaissons pas complètement l’histoire qui a conduit à la réalisation d’un arrangement de cette sorte, nous sommes obligés de traiter son existence simplement comme un fait et comme relevant de ce que Schlick appelle un hasard. Partout, cependant, où l’on retrouve, dans le simultané lui-même, des régularités caractéristiques, on quitte le domaine de la contingence pure pour retrouver celui de la nécessité et de la loi : « Une nébuleuse, que le télescope résout dans un amas d’étoiles groupées irrégulièrement, est ainsi constituée fortuitement, accidentellement, par un accident dont les proportions dépassent pour les dimensions et la durée, tout ce qu’il est possible à notre imagination de saisir : au lieu que la constitution du soleil et des planètes en sphéroïdes aplatis tient à une loi ou à une nécessité de nature. »[4] [4] A. A. Cournot, Considérations sur la marche...
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12 Schlick constate que le principe d’entropie indique que, même dans le royaume des faits, il y a des hypothèses générales, que, dans ce domaine-là aussi, il peut y avoir une connaissance générale. Et il est naturel, dit-il, « de se demander si, dans ce domaine-là également, il y a des règles qui dans ce cas-là, il est vrai, ne seraient pas des lois causales (ne seraient pas “nomothétiques”), mais se référeraient aux collocations ( “ontologiques” ) qui apparaissent dans la nature » (op. cit., p. 458-459). Le principe d’entropie inclut un élément qui n’est pas purement nomique, mais ontologique, parce qu’il repose sur une hypothèse d’existence. C’est, en effet, seulement la particularité de l’état initial qui explique que l’énergie ait tendance à se dissiper. Ce que dit l’hypothèse est qu’ « il y a une prépondérance très large dans le monde des constellations qui conduisent à un accroissement de l’entropie » (ibid., p. 458). Les configurations qui conduiraient à une violation du deuxième principe sont des configurations qui, comme le dit Boltzmann, devraient, d’une certaine façon, avoir été réalisées intentionnellement pour cela et que le hasard seul ne peut produire que de façon tout à fait exceptionnelle. Mais si les conditions initiales sont d’un type exceptionnel, l’évolution du système pourra constituer aussi une exception par rapport à ce qui est exigé par le principe entropique. Tout ce que l’on peut dire est que, si le hasard règne librement – et c’est ce qui est censé être garanti par ce qu’on appelle l’ « hypothèse du désordre moléculaire » –, les configurations spéciales qui conduiraient à une violation du deuxième principe n’apparaîtront que de façon extrêmement rare. « La règle assumée par le principe d’entropie, écrit Schlick, ou l’hypothèse du désordre moléculaire, a un caractère “statistique” ; elle a trait à la fréquence d’occurrence de certains états, et elle est du même type que par exemple l’assertion selon laquelle dans une grande ville il se produit tant de suicides en moyenne chaque année. La régularité statistique est par conséquent une espèce spéciale de régularité ontologique. Y en a-t-il encore d’autres espèces ? » (ibid., p. 459). Boltzmann lui-même compare explicitement les deux questions : combien de temps faudrait-il attendre pour que le nombre annuel des suicides qui ont lieu en moyenne chaque année dans un pays se trouve tout à coup, par exemple, multiplié ou divisé par cent ? et : combien de temps faudrait-il attendre pour que les molécules qui sont contenues dans 1 cm3 d’un gaz donné se retrouvent exactement dans la même configuration que celle qui était réalisée au départ ? Mais ce que constate Schlick est que le principe d’entropie lui-même inclut une hypothèse statistique déterminée sur la fréquence relative des états initiaux « favorables », c’est-à-dire susceptibles de permettre le genre de prédiction qu’il autorise. Le principe ne s’applique que parce que la proportion des états initiaux qui conduiraient à une évolution anti-thermodynamique peut être considérée comme ridiculement faible.

13 Quand on dit que les régularités statistiques ne sont pas causales, on ne veut donc pas dire uniquement qu’elles n’autorisent que des inférences qui sont seulement statistiques, et non pas causales. On veut dire aussi qu’elles sont ontologiques, et non pas nomiques. C’est ce qui amène Schlick à se demander s’il n’y a pas d’autres exemples de lois qui sont aussi ontologiques. On retrouve ici le problème que j’évoquais il y a un instant à propos de Cournot. Ne pourrait-on pas supposer que, même dans l’ordre de la coexistence, la contingence et le désordre ne sont qu’apparents, que la régularité règne partout, même si nous ne la percevons pas, que finalement tout se tient et tout s’explique par des lois ? « Il semble à première vue, écrit Schlick, que les faits purs, les états initiaux, ne soient pas eux-mêmes dépourvus de toute espèce de régularité ; dans l’espace également, nous trouvons des répétitions de la même chose au même moment : les mêmes éléments chimiques sont présents dans les régions les plus diverses de l’univers, et nous avons des raisons de supposer que les électrons, les constituants ultimes de la matière, sont identiques entre eux, partout où ils peuvent se trouver. Cela nous fait entrevoir des problèmes particuliers. Ce qui est certain est que ces fragments de régularité ontologique dont nous avons connaissance ne sont pas, et de loin, suffisants pour déterminer complètement un aspect quelconque de la nature. Si je sais quelle sorte d’état règne dans une partie du monde, je ne peux pas dériver de cela les états qui existent au même moment dans d’autres parties. Mais nous ne pouvons écarter entièrement l’idée que la recherche ultérieure découvrira un jour des chemins jusqu’à présent inconnus qui pourraient permettre d’éclairer également ce domaine-là, qui semble se situer entièrement dans le demi-jour de la contingence, à l’aide du concept de loi » (ibid., p. 459). On peut remarquer que Maxwell tirait justement de l’existence d’une quantité innombrable d’exemplaires rigoureusement identiques de molécules appartenant à un nombre déterminé d’espèces un argument décisif en faveur de l’idée de création. À ses yeux, une situation de ce genre ne pourrait pas être le résultat d’une évolution spontanée quelconque, dont le résultat serait toujours immanquablement d’introduire des différences de plus en plus importantes, et non de réaliser une identité de plus en plus parfaite.

3. Le hasard est-il seulement dans les faits ou également dans les lois ?

14 Le principe de causalité signifie qu’il y a des séquences d’événements qui se répètent de façon invariable dans le temps. Si un événement du type A a lieu à un moment donné, toutes choses égales d’ailleurs, un événement du type B s’ensuivra dans tous les cas. S’il y avait des lois ontologiques, il y aurait aussi des coexistences qui se répètent invariablement dans l’espace. Dans tous les cas où l’on trouve un objet A à un endroit donné, on pourrait conclure à la présence d’un objet B à un autre endroit. On pourrait même peut-être, dans le cas le plus favorable, conclure de ce qui se passe à un endroit donné du monde à ce qui se passe à n’importe quel autre endroit. Mais, comme le dit Schlick, de façon générale, les éléments de régularité ontologique que nous connaissons sont très insuffisants pour nous permettre d’inférer de ce qui existe à un endroit donné du monde à ce qui existe à un autre endroit.

15 Le maximum de régularité ontologique serait atteint s’il était possible, comme dans l’univers leibnizien, d’extraire de la connaissance complète d’un individu particulier une connaissance complète du monde auquel il appartient, à la fois dans l’ordre de la coexistence spatiale et dans celui de la succession temporelle. « La limite extrême, à laquelle la pénétration de la nature à l’aide du concept de loi pourrait être étendue, serait, dit Schlick, atteinte s’il nous était possible en principe de calculer, à partir de l’état d’une partie donnée de la nature, aussi petite soit-elle, pendant un temps donné, aussi bref soit-il, l’état total de l’univers à tous les moments. Cela reviendrait à réaliser, d’une façon merveilleuse, une idée de Leibniz, qui pensait voir dans toute “monade” un reflet complet de l’univers entier : dans tout élément de volume, aussi petit soit-il, du monde quadri-dimensionnel, tous les événements de la nature seraient contenus en germe de façon complète. Quant à savoir si nous réussirons à trouver un jour une telle régularité omniprésente, c’est impossible à dire. Dans l’état présent de notre connaissance, il n’y a pas grand-chose qui suggère qu’elle existe simplement » (ibid.).

16 On est obligé aujourd’hui de prendre sérieusement en considération la possibilité que le règne des lois causales ne s’étende pas aussi loin qu’on le suppose généralement et qu’il soit même tout à fait limité. Une fois qu’on a introduit l’approche statistique en physique, la question se pose naturellement de savoir si la régularité ultime de la nature ne serait pas elle-même de nature statistique ; autrement dit, si les micro-lois elles-mêmes ne seraient pas, en fin de compte, des lois de probabilité. Admettre cela représenterait, remarque Schlick, une nouveauté complète, pour la raison suivante : « Une grande audace de pensée s’attache à cette conception, car à ce point l’introduction du principe de probabilité aurait une signification complètement différente de celle qui est impliquée dans le macro-comportement de la nature. Dans le deuxième cas, comme nous l’avons vu, tout était une question de régularité causale stricte, et la probabilité n’avait trait qu’à la fréquence contingente des états initiaux – mais si l’on croit que les micro-lois ultimes ont, pour leur propre part, un caractère probabiliste, les événements eux-mêmes deviennent alors une affaire contingente ; ils seraient soustraits à la causalité et ils cesseraient d’être connaissables de façon exhaustive. D’après les résultats de la “théorie quantique” auxquels nous allons nous référer, les processus par lesquels les atomes individuels émettent et absorbent de la radiation électromagnétique obéissent à certaines règles de probabilité, et plus on a réussi à suivre ces processus à l’intérieur de l’atome, plus on doit, semble-t-il, compter avec le fait que ce comportement ne peut plus être compris davantage, par exemple de la façon ontologique. La première des possibilités mentionnées plus haut (p. 456) relativement au principe d’entropie serait ainsi choisie ; le hasard ferait son entrée dans le micro-comportement, et le principe entropique lui-même pourrait être élevé, pour les processus de radiation, au rang d’une micro-loi » (ibid., p. 460).

17 Le changement qui est en train de se produire est donc le suivant. Dans la mécanique statistique classique, on s’efforçait de prédire le cours des événements à partir d’une hypothèse de type probabiliste concernant la nature des conditions initiales et de lois causales strictes. Le principe entropique n’était pas une micro-loi, mais une loi macroscopique qui résulte de l’application du calcul des probabilités à des populations constituées d’un nombre très grand de molécules ayant des comportements indépendants, mais qui restent gouvernés en principe de façon déterministe par des lois de forme rigoureusement causale. À présent, ce ne sont plus seulement les conditions initiales, mais les lois elles-mêmes, qui sont concernées par l’intervention du concept de probabilité. Et l’irréversibilité, qui était jusque-là une propriété macroscopique qui appartient à des systèmes constitués d’éléments dont les mouvements individuels obéissent à des lois réversibles, se trouve ainsi transformée en une caractéristique interne des micro-processus eux-mêmes.

4. Les conséquences de la révolution quantique

18 Schlick constate que ce changement implique une renonciation fondamentale à la connaissabilité exhaustive de la nature, puisque dans les processus élémentaires une coordination univoque de nos concepts avec les événements ne serait plus possible. Or, dans l’AllgemeineErkenntnislehre, dont la deuxième édition paraît la même année, Schlick avait expliqué que l’existence d’une coordination de cette sorte est essentielle à la science : « C’est manifestement le présupposé de la compréhensibilité du monde qu’il y ait un système de définitions implicites qui corresponde exactement aux jugements d’expérience, et les choses iraient au mieux pour notre connaissance de la réalité, si nous savions avec une certitude absolue qu’il existe toujours des concepts qui garantissent une désignation univoque du monde du fait. »[5] [5]Allgemeine Erkenntnislehre, 2e éd. ,...
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19 La définition implicite nous fournit le moyen d’obtenir une détermination complète des concepts et, du même coup, une exactitude rigoureuse de la pensée (ibid., p. 16). Mais nous n’avons pas de certitude a priori que les concepts ainsi obtenus pourront toujours être mis en relation univoque avec les faits. On peut toujours se donner les moyens de penser de façon exacte, mais rien ne prouve que la réalité soit telle qu’elle puisse toujours être pensée de façon exacte. Le problème qui se pose aujourd’hui est que non seulement nous n’avons pas de garantie qu’il sera toujours possible de trouver un système de concepts qui puissent être coordonnés de façon univoque aux événements réels, mais il se pourrait déjà que le seul système de concepts que nous sommes en mesure d’utiliser pour décrire et expliquer les événements ne permette pas de désigner à chaque fois univoquement des événements déterminés du monde réel. On peut, dit Schlick, décrire l’évolution du système solaire à l’aide d’une quantité innombrable d’énoncés historiques qui caractérisent les positions des planètes à différents moments. Mais on peut aussi désigner les planètes à l’aide du concept d’un quelque chose qui se meut selon certaines équations (ce qui revient à adopter une définition implicite) et obtenir ainsi d’un coup déductivement, à partir des équations, tous les énoncés désirés sur les positions passées et futures des corps célestes du système solaire. L’univocité signifie ici qu’une fois qu’une description mathématique déterminée a été assignée comme désignation à un état donné, considéré comme une condition initiale, une désignation du même genre se trouve également assignée de façon univoque à n’importe quel autre état, passé ou futur, du système. Or il se peut que nous soyons obligés dorénavant d’adopter un système de désignations qui ne permet plus de calculer des événements précis, mais seulement des probabilités ou des fréquences d’occurrence pour des événements. Dans ce cas, le genre de connaissance que nous pouvons espérer obtenir conserve quelque chose d’irréductiblement historique. La connaissance théorique ne peut pas remplacer complètement le simple récit des événements, tels qu’ils se sont produits ou se produiront. L’avantage principal que nous attendons d’un système de concepts mathématiques introduits par des définitions implicites et appliqués ensuite à la réalité, qui est de nous permettre de formuler des énoncés à propos de faits réels dont nous n’avons encore aucune expérience, est intrinsèquement remis en question, puisque nous ne pouvons plus ni anticiper de façon univoque l’histoire future des événements, ni reconstituer de façon univoque leur histoire passée.

20 Si l’on est contraint d’accorder un caractère statistique aux micro-lois ultimes, le principe de raison suffisante ne peut plus être maintenu et celui de la compréhensibilité fondamentale et de la connaissabilité exhaustive de la nature ne le peut pas davantage : « Nous ne pourrions jamais, en principe, donner une raison suffisante pour ce qui arrive. Nous serions seulement capables de dire, par exemple, que dans des circonstances particulières, dans une période particulière, un atome donné émet tant ou tant de fois en moyenne un “quantum” d’énergie de radiation ; mais si nous devions nous demander quelle est la cause qui fait qu’il rayonne précisément à un moment déterminé, et non à d’autres, alors il n’y aurait aucune réponse à cela, l’événement individuel serait absolument sans cause. Le futur ne pourrait pas être déterminé exactement à l’avance, il ne serait justement pas déterminé ; dans des limites plus larges, les événements seraient totalement contingents. Et cela serait vrai également pour les macro-événements, car ceux-ci, après tout, sont composés de micro-processus, et peuvent en fin de compte prendre un aspect tout à fait différent du fait de petits changements intervenus dans les seconds. Qui plus est, d’une façon qui est exactement la même, comme on peut s’en rendre compte immédiatement, le passé ne serait plus complètement calculable à partir du présent. Le monde, en dernier ressort, serait livré au hasard. En conséquence, non seulement l’existence de la nature, dans sa configuration spécifique et avec ses lois particulières, devrait être considérée comme tout simplement sans raison et contingente, mais son évolution également serait un produit du hasard. En d’autres termes, non seulement l’ontologique, mais également le nomothétique, non seulement l’être, mais également le devenir, cesseraient d’être strictement déterminés ; le vieux rêve d’une “formule du monde”, à l’aide de laquelle un Laplace pouvait espérer calculer tout état passé et futur du monde, pour peu qu’un seul état lui soit donné..., ce rêve serait définitivement mort » (Naturphilosophie, p. 460-461).

21 Dans bien des cas, nous ne pouvons pas indiquer de raison suffisante pour une détermination qui est de nature ontologique, pour ce qui est simplement, par opposition à ce qui arrive à ce qui est. Mais une fois que nous avons choisi un système de désignations scientifiques appropriées pour caractériser les choses qui existent à un moment donné, nous avons des chances de réussir à savoir, au moins dans une certaine mesure, ce qui leur est arrivé jusqu’ici et ce qui va leur arriver, et de comprendre pourquoi. Or c’est justement cette distinction qui est en train de devenir inapplicable. Le principe de raison suffisante ne peut plus être appliqué même à ce qui arrive et à l’évolution qui en résulte pour les objets du monde réel.

22 Mais Schlick s’empresse d’ajouter, conformément à la position qu’il a toujours défendue avec la plus grande fermeté sur ce point, qu’il n’y aurait là aucune raison de se réjouir pour ce qu’il appelle « les champions d’une “liberté de la volonté” métaphysique ». Car un effondrement complet du point de vue déterministe serait sûrement fatal à la liberté, puisqu’un événement absolument contingent ne pourrait avoir pour cause aucune « volonté » et qu’une décision non déterminée, c’est-à-dire absolument contingente, de la volonté, signifierait l’abolition de toute responsabilité morale (ibid., p. 461). Un degré plus élevé de fortuité ne pourrait signifier qu’un degré plus élevé d’irresponsabilité.

23 Au total, Schlick constate que ni l’axiome causal ni l’exigence d’une compréhensibilité complète de la nature ne peuvent être considérés comme des présuppositions nécessaires et intangibles. Nous pourrions avoir de bonnes raisons de consentir, à un moment donné, à les abandonner. Mais le prix à payer pour cela serait très élevé, et il faudrait, par conséquent, pour que nous le fassions, que la pression des faits devienne suffisante pour ne nous laisser aucun autre choix. On peut remarquer qu’il y a, de façon générale, sur ce genre de question, une similitude assez remarquable entre l’attitude de Schlick et celle d’Einstein.

24 Schlick caractérise la nouveauté principale qui a été apportée par la mécanique quantique comme ayant consisté à introduire la discontinuité dans les événements eux-mêmes. La discontinuité avait été introduite depuis longtemps au niveau de la structure ontologique du monde par le biais de l’atomisme. Mais on pensait jusque-là que les événements correspondent à des processus continus, d’une façon qui va de pair avec la continuité qui est attribuée à l’espace et au temps. Or on peut dire que la révolution quantique oblige à accepter l’idée d’une sorte d’atomisme des événements eux-mêmes. On peut d’ailleurs considérer cela comme la victoire finale complète de Boltzmann, qui avait déjà utilisé en 1872 une procédure de quantification de l’énergie et avait en outre exprimé sa conviction que non seulement l’énergie, mais également le temps lui-même, pourraient très bien être structurés de façon atomique.

25 Pour le moment, cependant, on peut seulement constater qu’il y a un conflit fondamental, qui n’est pas seulement celui du continu et du discret, mais qui est beaucoup plus profond que cela : « La théorie quantique, d’un côté, et la théorie “classique”, de l’autre, représentent manifestement deux aspects différents de ce qui arrive dans la nature, et le font toutes les deux, jusqu’à un certain point, avec une perfection et une exactitude considérables ; mais pour ce qui est de la question de savoir comment les deux aspects sont connectés l’un à l’autre, nous sommes encore, pour le moment, dans une obscurité profonde. Introduire la lumière dans cette obscurité est sans aucun doute la tâche première de la physique actuelle, et le problème ne peut être résolu que par la recherche empirique ; sans son aide, même le philosophe de la nature ne peut pas regarder au-delà. Il est possible que la théorie quantique puisse supporter d’être incorporée à une théorie approfondie de la continuité ; mais c’est peut-être aussi la conception discontinuiste de la nature qui l’emportera. Il semble pour le moment, cependant, que des instruments de pensée tout à fait nouveaux soient nécessaires pour surmonter la difficulté ; ainsi, une modification encore plus radicale des concepts d’espace et de temps pourrait fournir la solution » (ibid., p. 462).

Notes

[ 1] Die Philosophie in ihren Einzelgebieten, Lehrbuch der Philosophie II, herausgegeben von Max Dessoir, Berlin, Ullstein Verlag, 1925, p. 395-462.

[ 2] Voir le commentaire de Schlick dans Hermann von Helmholtz, Epistemological Writings, The PaulHertz / Moritz Schlick Centenary Edition of 1921, with Notes and Commentary by the Editors, newly translated by Malcolm F. Lowe, Dordrecht, D. Reidel Publishing Co., 1977, p. 180-181.

[ 3] A. A. Cournot, Essai sur les fondements de nos connaissances et sur les caractères de la critique philosophique, Paris, Hachette, 1922, p. 455.

[ 4] A. A. Cournot, Considérations sur la marche des idées et des événements dans les temps modernes, Paris, Vrin, 1973, p. 10.

[ 5] Allgemeine Erkenntnislehre, 2e éd., 1925, Suhrkamp Taschenbuch Verlag, 1979, p. 91.

Résumé

Pour Schlick, la tâche de la philosophie de la nature n’est pas de se prononcer sur la validité du principe de causalité, mais de clarifier son sens, par la réduction de la notion de causalité à celle de « nomicité ». Schlick défend une conception de la causalité humienne : la nécessité signifie simplement la régularité. Mais le seul moyen de conserver la nécessité, tout en la définissant par l’universalité, serait de l’identifier à la notion d’universalité non pas quelconque, mais nécessaire. Et le prix à payer pour l’abandon de l’axiome causal, même s’il ne peut être considéré comme présupposition nécessaire, serait très élevé.

PLAN DE L'ARTICLE

• 1. Le principe de causalité et la loi d’entropie
• 2. Conditions initiales et lois : deux façons d’expliquer l’irréversibilité
• 3. Le hasard est-il seulement dans les faits ou également dans les lois ?
• 4. Les conséquences de la révolution quantique

Jacques Bouveresse « Déterminisme et causalité », Les études philosophiques 3/2001 (n° 58), p. 335-348.
URL : www.cairn.info/revue-les-etudes-philosophiques-2001-3-page-335.htm.
DOI : 10.3917/leph.013.0335.