Explication métaphysique et lois scientifiques

Aurélien Tonneau – Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne IHPST

Introduction

Source : stock.Xchng

Durant le XX^ème siècle, la notion de propriété dispositionnelle, initialement développée par Carnap (1936), puis reprise par Ryle (1949) et Goodman (1954), a acquis aujourd’hui une importance considérable en métaphysique autour des questions relatives à l’essence des propriétés. En effet, en définissant une propriété dispositionnelle comme une tendance à manifester un certain comportement caractéristique en fonction d’un stimulus adéquat, Shoemaker (1980) ou plus récemment Ellis et Lierse (1994) ont envisagé que certaines propriétés sont par essence dispositionnelles. L’essentialisme dispositionnel est le nom usuel que l’on donne à cette affirmation. Dans le courant de réflexion mené autour de l’explication métaphysique des lois, l’essentialisme dispositionnel permet de défendre une position fondationnelle à leur égard. Par exemple, Bird (2007)  soutient que les lois de la nature dérivent de l’essence dispositionnelle des propriétés fondamentales. Dans la suite, je désignerai cette option métaphysique sous le nom de théorie dispositionnelle des lois[1].

Cette analyse est aujourd’hui interprétée par certains philosophes comme fournissant les ressources nécessaires à une défense de l’incompatibilisme entre une explication métaphysique des lois et leur expression effective dans les sciences[2]. J’explore cette interprétation. Je montre en particulier que le caractère quantitatif des propriétés fondamentales en science (c’est-à-dire le fait que ces propriétés sont susceptibles de prendre des valeurs numériques) ne nous permet pas de dériver une régularité suffisamment  générale pour lui conférer le statut de loi scientifique, contrairement à l’explication que fournit la théorie dispositionnelle[3]. Cette conception scientifique des lois a été initialement développée par Pargetter et Bigelow (1988), puis récemment reprise par Swartz (2003), et envisagée en relation avec la théorie dispositionnelle chez Yates (2012) et Vetter (à paraître). Ma stratégie pour défendre l’incompatibilisme consistera à établir ce résultat sur la loi de Coulomb et la propriété d’avoir une charge de e (c’est-à-dire d’avoir une charge de 1.6*10^-19 C) ; la généralité de mon propos n’est pas mise en défaut pour autant, puisque seule la caractéristique d’être une relation entre des quantités pour la loi et l’aspect quantitatif de la propriété sont utilisés.

Dans une première partie, j’exposerai en détail la position métaphysique de Bird (2007). Bien que la théorie dispositionnelle trouve différents défenseurs, je me suis intéressé à celle développée par Bird car elle constitue l’analyse la plus synthétique et détaillée de cette position connue aujourd’hui. Je consacrerai une seconde partie à aménager  la loi de Coulomb et la propriété d’avoir une charge e avec le cadre métaphysique de la théorie dispositionnelle. Pour enfin dans une troisième et quatrième partie établir l’incompatibilité entre cette explication métaphysique et la conception scientifique des lois.

I)       L’explication birdienne des lois

Dans Nature’s Metaphysics (2007),  Bird défend que l’essentialisme dispositionnel permet de fonder les lois de la nature. Plus précisément, il soutient que les lois de la nature sont les régularités obtenues à partir de l’essence dispositionnelle des propriétés fondamentales[4]. De plus, cette position métaphysique est chez lui formulée dans un cadre formel. En effet, il considère que cette affirmation est équivalente à la dérivation suivante :

□(Px → D_(S,M)x)            (1)

  ∀x((Px ∧ Sx) → Mx)     (3)

où les deux premières formules sont les prémisses de la dérivation à partir desquelles découle l’énoncé universel (3) qui est identifié à une loi.

La première formule découle de l’essentialisme dispositionnel (en abrégé ED) :

(ED) Certaines propriétés ont une essence dispositionnelle

En accord avec (ED), si P est une propriété qui a une essence dispositionnelle, alors cela implique pour P d’être caractérisé par un stimulus (S) et une manifestation (M) ; plus précisément P a essentiellement une tendance à manifester M lorsque S. Cela nous donne

□(Px → D_(S,M)x)

Par exemple, l’essence dispositionnelle d’avoir une charge négative est la disposition à repousser une charge de même signe et à attirer une charge de signe opposé.

La deuxième formule appelée usuellement analyse conditionnelle (en abrégé AC) part de l’idée que certains énoncés conditionnels peuvent servir de base de réduction à des énoncés dispositionnels[5]. Ainsi l’énoncé dispositionnel :

« x est disposé à M lorsque S »

se réduit à l’énoncé conditionnel :

« si x était S, alors x aurait M »

qui donne après formalisation l’équivalence suivante :

 D_(S,M)x ↔ (Sx □→Mx)

De (1) et (2), nous pouvons en utilisant les ressources d’une logique modale du premier ordre dériver (3) qui est identifiée dans la théorie dispositionnelle à une loi de la nature.

II)    La loi de Coulomb et la propriété d’avoir une charge e

La loi de Coulomb énonce en électrostatique que la force électrique F qu’exerce une charge q₁ sur une autre charge q₂ est inversement proportionnelle au carré de la distance d qui les sépare et est proportionnelle aux valeurs des deux charges q₁ et q₂. Elle est formulée sous la forme de l’égalité :

(LC)                                                      F=ℇ∙q_{1∙q2 d²}

où ε est un coefficient de proportionnalité, appelé le coefficient du vide.

Pour montrer que la dérivation issue de l’explication métaphysique échoue dans sa prétention à nous fournir un concept scientifique de loi, il nous faut tout d’abord partir de la caractérisation de l’essence dispositionnelle de la propriété d’avoir une charge e.  Je détermine l’essence de cette propriété en appliquant l’analyse dispositionnelle en termes d’énoncé(s) conditionnel(s) (contrefactuel(s)) entre un stimulus et une manifestation comme l’impose le cadre explicatif birdien.

L’identité du stimulus et de la manifestation est imposée par le cadre scientifique où est définit la propriété d’avoir une charge e, c’est-à-dire par son expression dans la loi de Coulomb. D’après cette loi, la propriété d’avoir une charge e est une propriété qui est définit à l’aide de la propriété d’être à une distance d d’une charge q₂ et la propriété d’exercer une force F donnée par la formule (LC). De plus, la conception de Pargetter et Bigelow impose de réduire le choix des propriétés aux quantités déterminées[6] à l’instar de la propriété d’avoir une charge e. Ainsi le stimulus sera par exemple la propriété d’être à une distance de 5.3×10^-11 m  d’une charge de 1.6×10^-19 C et la manifestation sera alors la propriété d’exercer une force de 8×10^-8 N. En effet, chacune de ces propriétés est une propriété quantitative et elles respectent le type de relation théorique imposé par l’expression scientifique de la loi[7].

Ainsi l’essence dispositionnelle de la propriété d’avoir une charge e est donnée par l’énoncé contrefactuel :

(x a la propriété d’avoir une charge e) → (x est à une distance de 5.3×10^-11 m  d’une charge de 1.6×10^-19 C □→ x a la propriété d’exercer une force de 8×10^-8 N)

III) Théorie dispositionnelle et lois scientifiques

Cette formulation de l’essence de la propriété me permet ensuite de faire la dérivation comme l’impose le cadre formel de l’explication métaphysique. Cela conduit à obtenir la régularité suivante :

∀x ((x a la propriété d’avoir une charge e ∧ x a la propriété d’être à une distance de 5.3×10^-11 m  d’une charge de 1.6×10^-19 C)  →  x a la propriété d’exercer une force de 8×10^-8 N)

Je peux la comparer ensuite avec la  loi de Coulomb, après sa reformulation équivalente sous une forme logique semblable à la régularité dérivée :

∀x ((x a la propriété d’avoir une charge q₁ ∧ x a la propriété d’être à une distance d d’une charge de q₂) → x a la propriété d’exercer une force F).

Cela met en évidence une caractéristique essentielle des régularités obtenues par l’explication métaphysique : le manque de généralité de celles-ci par rapport à l’expression scientifique de la loi. En effet, le résultat de la dérivation n’explique que les régularités entre des quantités une fois pour toutes fixées dans un certain rapport entre elles et non que le même rapport soit présent avec des quantités différentes comme l’exprime la loi de Coulomb.

D’où la première conclusion : nous ne pouvons accorder aux régularités dérivées à partir de la propriété d’avoir une charge e le statut de loi scientifique. Par conséquent, l’aspect quantitatif des propriétés fondamentales ne permet pas de répondre à la conception scientifique des lois. Cela  permet de souligner ainsi l’antagonisme  qui existe entre l’explication métaphysique fournie par la théorie dispositionnelle et la conception scientifique des lois. Cependant il faut se garder d’interpréter cet antagonisme comme le signe d’un rejet de la théorie dispositionnelle des lois au profit d’une autre explication métaphysique. Nous pensons au contraire que l’incompatibilité entre ces deux conceptions doit entraîner plutôt une réforme interne de la théorie initiale au profit d’une théorie qui développe une nouvelle conceptualisation de la notion d’essence dispositionnelle. C’est à cette nouvelle solution que nous nous consacrons dorénavant.

IV) L’analyse multi-track

Je soutiendrai que le réaménagement conceptuel passant par les dispositions multi-track[8], quand bien même il permet d’envisager le résultat de la dérivation précédente comme une instance particulière et semble donc être plus proche de la conception scientifique, est finalement défaillant pour nous permettre d’attribuer le statut de loi scientifique aux nouvelles régularités qui en dérivent. J’adopte la même posture méthodologique que la deuxième partie en considérant uniquement la loi de Coulomb et la propriété d’avoir une charge e. La mise en œuvre du réaménagement passe par la caractérisation de l’essence de la propriété d’avoir une charge e, non plus par l’analyse dispositionnelle classique utilisant le schéma stimulus/manifestation, mais par l’analyse multi-track. L’analyse multi-track passe par l’idée générale que les dispositions n’ont pas une seule manifestation comme dans le cas de l’analyse classique en terme de stimulus/ manifestation mais peuvent avoir des manifestations différentes en fonction des circonstances qui peuvent varier. L’application de cette idée générale à la propriété d’avoir une charge e conduit à identifier cette dernière avec une conjonction infinie de dispositions dont les stimuli sont les valeurs des charges q_j à une distance r_j et dont les manifestations sont les forces F_j.

L’intérêt de cette caractérisation de l’essence de la propriété d’avoir une charge e apparaît lorsque l’on effectue la dérivation comme nous l’impose l’explication métaphysique réaménagée dans ce nouveau cadre. En effet, le résultat cette nouvelle dérivation permet d’envisager le résultat de dérivation antérieure comme une instance particulière de celui-ci, puisque nous expliquons qu’il y a le même rapport présent entre différentes quantités, à la différence de l’analyse dispositionnelle initiale. Mais la caractéristique quantitative de la propriété implique que le résultat soit encore moins général que la loi de Coulomb. En effet, la régularité obtenue n’explique pas que ce soit le même rapport pour toutes les possibilités exprimées par la loi de Coulomb. Ainsi le réaménagement conceptuel passant par les dispositions multi-track, quand bien même envisage-t-il les dérivations du modèle précédent comme des instances particulières, est également défaillant pour nous permettre de soutenir la conception scientifique des lois, fournissant un argument supplémentaire aux incompatibilistes.

Conclusion

En conclusion, je me suis placé dans le cadre interprétatif de la thèse de Bird qui envisage cette dernière comme une explication métaphysique des lois incompatible avec la notion scientifique de loi. J’ai montré que la caractéristique quantitative des propriétés ne permet pas d’attribuer le statut de loi au résultat de la dérivation imposée par le cadre formel de la thèse métaphysique. Enfin j’ai soutenu que la conception multi-track de la notion de disposition fournissant une théorie dispositionnelle améliorée est également incapable de réaliser cette tâche. Cela laisse présager pour les prochains travaux en cours une refondation de la théorie dispositionnelle dans un cadre nouveau permettant d’être plus proche de la conception scientifique. Par ailleurs, cela amène à développer une interaction plus profonde avec d’autres approches prometteuses en métaphysique des sciences, portées par l’effort de construire des ontologies sur des champs théoriques particuliers et qui développent des conceptualisations nouvelles autour de la notion de disposition.

Références :

Alexander Bird (1998), Dispositions and Antidotes, Philosophical Quarterly, 48 (191), p. 227-234

Alexander Bird (2007), Nature’s Metaphysics: Laws and Properties, Oxford: Oxford University Press

Simon Bostock (2001), The Necessity of Natural Laws, Ph.D. thesis, University of Sheffield.

Pierre-Alain Braillard, Alexandre Guay, Cyrille Imbert et Thomas Pradeu (2011), Une objectivité kaléidoscopique : construire l’image scientifique du monde, Philosophie, 110, p. 46-71.

Rudolf Carnap (1936), Testability and Meaning, Philosophy of Science, 3, p. 419-471.

Brian Ellis (2001), Scientific Essentialism, (Cambridge Studies in Philosophy), Cambridge University Press

Brian Ellis (2002), The Philosophy of Nature: A guide to the New Essentialism, Mcgill Queens Univ Pr

Brian Ellis et Caroline Lierse (1994), Dispositional essentialism, Australasian Journal of Philosophy, 72, p. 27-45.

Max Kistler (2002), L’identité des propriétés et la nécessité des lois de la nature, Cahier de Philosophie de l’Université de Caen, 38/39, p. 249-273.

Max Kistler (2006), Causation and Laws of Nature, Routledge.

Max Kistler (2012), Powerful Properties and the Causal Basis of Dispositions. In Properties, Powers and Structures (ed. Alexander Bird, Brian Ellis, Howard Sankey)

Nelson Goodman (1954), Fact, Fiction, and Forecast, Harvard University Press.

David Lewis (1997), Finkish Dispositions. Philosophical Quarterly, 47 (187), p. 143-158.

C. B. Martin (1994), Dispositions and Conditionals. Philosophical Quarterly, 44 (174), p. 1-8.

Wilfrid Sellars (1963), Science, Perception and Reality, Routledge.

Sydney Shoemaker (1979), Identity, Properties, and Causality, Midwest Studies in Philosophy 4, p.321-342.

Sydney Shoemaker (1980), Causality and properties. In Time and Cause (ed. P. van Inwagen), p. 109—35.

Chris Swoyer (1982). The nature of natural law, Australasian Journal of Philosophy, 60, p. 203-23.

Barbara Vetter (2008), Review of A. Bird, Nature’s Metaphysics in Logical Analysis and History of Philosophy.

 Barbara Vetter (2012), Dispositional Essentialism and the Laws of Nature. In Properties, Powers and Structures (ed. Alexander Bird, Brian Ellis, et Howard Sankey)