Concepts de cause et de loi en science : d’Aristote à Kant, la poursuite d’idéalismes

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Qu’est-ce que la causalité ? Qu’est-ce qu’une loi scientifique ? L’objectif de cet article est d’ébaucher les grands traits de ces deux concepts centraux à partir des pensées d’Aristote, de Sextus Empiricus, de Newton, de Hume et de Kant. L’adoption d’une perspective historique permet de souligner à la fois les précisions apportées par ces figures emblématiques, ainsi que les limites de philosophies comportant une part irréductible d’idéalisme.

La quête de la causalité

Aristote ou la complexité causale

Alors que Platon affectionnait des idées éthérées, idées qui ne sauraient côtoyer le monde bassement matériel et obscur ; alors que Démocrite, au contraire de Platon, voyait en l’atome le composant ultime de l’Univers, Aristote a conjugué explicitement la matière et la forme. À l’instar des autres philosophes de l’Antiquité, il s’est efforcé de penser le monde dans sa totalité, se demandant pourquoi et comment les choses (objets ou sujets) existent. Il a en particulier identifié quatre grands types de causes (Physique, 194b ;  Métaphysique, 1013a-b) :

Cette décomposition permet déjà d’appréhender la complexité de la notion de cause : d’abord, la cause se réduit-elle nécessairement à un phénomène qui serait antécédent à un autre, tel le mouvement d’une boule de billard induisant la trajectoire d’une autre boule ? Le plan d’un architecte, qui décrit la structure d’un bâtiment, pourrait être établi en différents lieux et à différentes époques, conservant sa validité architecturale. En ce sens, en tant que cause formelle intemporelle, est-il antécédent à tout bâtiment construit suivant ses tracés ?

Ensuite, l’idée de cause motrice entraîne vers un « principe », autrement dit une cause première et unique du changement qu’Aristote identifie à Dieu, désigné également par l’expression « Premier moteur ». Notons que 2300 ans plus tard, nombreux sont les physiciens qui continuent de chercher, avec une remarquable assiduité, un principe premier du changement. Comme Aristote à l’époque, ils émettent des hypothèses au sujet d’entités qui, jusqu’à ce que des expériences aient pu valider une forme d’existence, relèvent de la métaphysique.

Enfin, le concept de cause finale est lié, dans le cas de la nature, à de multiples régularités telles que les trajectoires des astres, les saisons, la ou les fonctions d’un organe en biologie, ou encore les comportements instinctifs des animaux. Dans le cas des arts, il souligne la capacité à orienter des actions en fonction d’objectifs. Ces derniers, en Grèce ancienne, étaient associés au destin-nécessité du polythéisme.

Le scepticisme

Si les philosophes antiques affichaient dans l’ensemble un vif optimisme quant aux facultés intellectuelles des êtres humains, d’autres voix, comme celles de Sophistes enseignant que « l’homme est la mesure de toute chose », puis celles des Sceptiques, ont modéré voire anéanti l’élan épistémologique. Concernant les Sceptiques, Sextus Empiricus (IIe siècle ap. J.-C.) a rapporté dans ses Esquisses pyrrhoniennes une série de cinq observations (ou « modes ») sur la pensée humaine, élaborées par « les sceptiques les plus récents1 » de son époque, qui entraînent irrésistiblement vers le doute :

  1. le désaccord entre les êtres humains à propos de tout et n’importe quoi ;
  2. la subjectivité ou relativité des affirmations que l’on prononce ;
  3. la régression à l’infini d’un raisonnement qui s’appuie sur des facteurs explicatifs, qui eux-mêmes font appel à d’autres facteurs, et ainsi de suite de façon indéfinie ;
  4. l’emploi d’hypothèses non démontrées dans un raisonnement pour éviter la régression à l’infini. Par exemple le Premier moteur ou Dieu d’Aristote ;
  5. le risque de verser dans un raisonnement circulaire ou diallèle, c’est-à-dire de faire appel à la conclusion dans la prémisse.

Le Sceptique qui constate l’absence de certitudes étayant la pensée suspend son jugement, au moins en ce qui concerne les causes de l’existence et de l’action.

La révolution scientifique du XVIIe siècle

Les penseurs antiques ont contribué à appréhender la complexité du concept de cause et ils ont entrepris un ensemble de réflexions sur la logique. Malgré ces percées scientifiques, près de deux mille ans se sont écoulés avant que des progrès de grande ampleur se réalisent en termes de formalisation des contraintes physiques, progrès spécifiés au travers de principes et de lois de la nature, notamment le principe d’inertie de Galilée-Descartes et la loi de la gravitation de Newton.

Loi de la nature et causalité

Qu-est-ce qu’une loi de la nature ? S’il s’avère difficile de s’accorder précisément sur le concept, en première approche, « une loi de la nature est une relation régulière dont la portée est universelle entre différents types de phénomènes, ou entre différents aspects d’un type de phénomène2. »

Prenons l’exemple classique de la loi de la gravitation : étant donné deux objets T et L (Terre et Lune) de masse MT et ML, situés à une distance d  l’un de l’autre, il existe un lien entre les deux objets, relation qui limite les possibilités d’évolution de chacun des objets. Cette limite a été décrite par Newton comme un couple de « forces ». Les forces sont orientées suivant l’axe Terre-Lune, et elles sont fonction des masses respectives de T et L, ainsi que de la distance d.  Elles peuvent être mesurées à l’aide de la formule \(F_{T/L}=F_{L/T}=G\frac{M_TM_L}{d^2}\) où \(G\) est la constante gravitationnelle.

Articulons maintenant les notions de loi et de cause à l’aide d’Aristote :

En chimie3, dans certains cas particuliers, les lois spécifient les proportions de certaines entités (des molécules par exemple) dans un milieu donné. En ce sens, elles constituent un rapport directement entre des phénomènes. Mais l’extrême majorité des lois, en physique et en chimie, relient des aspects de phénomènes.

Les lois sont-elles universelles ?

La loi de la gravitation est-elle réellement « universelle », c’est-à-dire qu’elle est valable toujours, partout, et sans exception ? Ainsi que le précise la philosophe Nancy Cartwright4 (1980), le mouvement de deux objets est limité par d’autres facteurs que leur masse et la distance qui les sépare, notamment s’ils possèdent une charge électrique, que la loi de Coulomb relie à une force électrostatique. La loi de la gravitation n’est « vraie » que dans la mesure où seules les forces gravitationnelles interviennent.

Prenons un autre exemple, la loi de Képler qui décrit la trajectoire elliptique des planètes autour du Soleil : « cette « loi » ne s’applique qu’à un domaine spatio-temporel restreint, à savoir notre Système solaire. » De nombreuses lois scientifiques, découvertes après le XVIIe siècle, notamment celles de la thermodynamique, ne s’appliquent que dans un contexte spatial donné.

On s’aperçoit ainsi assez rapidement, à l’aide des connaissances scientifiques modernes, que la notion d’universalité est à employer avec précaution, y compris en physique, domaine où l’on a tendance à se dire intuitivement qu’on ne court pas grand risque à parler de « généralités » ou d’ « universalité ». Or même au sein de la science expérimentale la plus exacte, il est difficile de formuler des propositions très générales. Continuons, en dépit de cette limitation, à réfléchir à l’idée de loi et revenons à Newton.

La problématique des hypothèses

Le concept d’hypothèse est-il nécessairement associé à celui de loi de la nature ? Étonnamment, Newton a soutenu qu’il ne formulait « aucune hypothèse » : selon lui, le scientifique n’invente pas des systèmes, il infère des explications à partir d’observations, ainsi que Bacon l’a suggéré. Cette approche a été par la suite qualifiée d’ « inductive ».

Au XVIIIe siècle, elle a été développée et relayée par de nombreux philosophes, notamment Diderot en France qui a popularisé la méthode newtonienne, de même que Francesco Algarotti en Italie. L’accent a été mis sur l’humilité : face à la nature, le scientifique qui avait pris du recul vis-à-vis des dogmes traditionnels, n’obéissait qu’à ses yeux et suivait la vérité partout elle allait. Voltaire, à son retour d’Angleterre, a évoqué Newton dans ses Lettres philosophiques (1734) et a rendu ses idées accessibles aux non-spécialistes en publiant en 1738 les Éléments de la philosophie de Newton mis à la portée de tout le monde.

Il s’est ainsi diffusé en Europe un courant empirique, fondé sur un idéal de connaissance consistant à découvrir les lois de la nature exclusivement à partir d’observations. Ces dernières constitueraient, paradoxalement, le socle immuable de la science. Paradoxalement, car les perceptions étant soumises de façon continue aux changements, aussi bien externes qu’internes au corps humain, il n’est pas évident de les concevoir comme un fondement assuré de la connaissance.

La nature idéalisée de David Hume

Un scepticisme mitigé

Malgré la découverte des premières lois de la nature, malgré l’évidence cartésienne, le scepticisme n’a pas rendu les armes. Il a subsisté sous les traits du Français Pierre Bayle (fin XVIIe siècle) ou de l’Écossais David Hume (XVIIIe siècle). Ce dernier s’est inspiré de l’empirisme de John Locke et de Newton, ainsi que du scepticisme de Sextus Empiricus et de Pierre Bayle. Ce mélange détonant l’a amené à formuler un « scepticisme mitigé ».

À la suite de nombreux penseurs sceptiques, Hume a souligné la faillibilité des êtres humains, en particulier de leurs organes qui, dans certaines circonstances (illusions d’optique, écho…) génèrent des perceptions ne permettant pas de s’orienter correctement. Il est également tombé dans le puits sans fond de la régression infinie.

Toutefois, ainsi qu’il le soutient dans le Traité de la nature humaine: « le sceptique continue encore à raisonner et à croire, même s’il affirme qu’il ne peut pas défendre sa raison par la raison ; et suivant la même règle, il doit approuver le principe de l’existence des corps, bien qu’il ne puisse prétendre en soutenir la véracité par aucun argument philosophique. Sur ce point, la nature ne l’a pas laissé libre de choisir, et elle a sans doute estimé que l’affaire était de trop d’importance pour pouvoir être confiée à nos spéculations et à nos raisonnements incertains5. »

Au-delà de cette résolution à une croyance minimale, Hume conserve un véritable espoir en la science qui découvre les lois de la nature, notamment suite au succès de Newton : « il n’y a pas de raison de désespérer d’obtenir un égal succès dans nos enquêtes sur les pouvoirs et l’économie de l’esprit, si on les poursuit avec une égale capacité et une égale prudence6. » Une telle affirmation préfigure les découvertes contemporaines sur le cerveau que l’on appréhende dorénavant en partie de façon scientifique, objective, plus uniquement à partir d’interprétations subjectives.

Qu’est-ce que la causalité ?

Disqualifiant une « raison » qui ne se fonderait pas sur les perceptions, croyant en l’existence d’une « nature humaine » que l’on pourrait appréhender aussi rigoureusement que la chute des corps, Hume a postulé l’existence de principes, ou qualités, qui expliqueraient la manière dont les idées s’associent les unes avec les autres dans l’ « imagination », à savoir : la ressemblance, la contiguïté et la relation de cause à effet.

Selon lui, « Il y a là une sorte d’ATTRACTION qui […] possède des effets aussi extraordinaires dans le monde de l’esprit que dans le monde naturel […]. Ses effets sont partout visibles ; mais pour ce qui est de ses causes, elles sont pour la plupart inconnues et doivent être ramenées à des qualités originelles de la nature humaine, que je ne prétends pas expliquer7. »

Dans ce passage, Hume suspend la régression à l’infini. Il fait l’hypothèse d’une cause motrice qu’il appelle « attraction » et qui constituerait une extension de la gravitation newtonienne au domaine spirituel8. Et il ne s’arrête pas en si bon chemin vers le dogmatisme, il décrète que l’attraction est un principe universel, principe qui fonde toutes ses thèses sur le comportement humain (le passage se situe au début du Traité). En ne prétendant pas expliquer les causes premières qu’il postule, tente-t-il de masquer l’incohérence avec son scepticisme ?

Quoi qu’il en soit des contradictions internes du philosophe écossais, celui-ci a donc exposé un certain nombre de principes, dont la relation de cause à effet qu’il a caractérisée par ailleurs9 de la façon suivante :

  1. tous les objets que l’on considère comme causes ou comme effets sont contigus.
  2. La cause est antérieure à l’effet.
  3. Seule l’expérience d’une conjonction constante permet d’inférer l’existence d’un objet de celle d’un autre, autrement dit, c’est par la reproduction d’expériences semblables que l’on peut en arriver à induire des relations de cause à effet.

De ces observations, Hume déduit que l’identification de causes repose sur un ensemble de perceptions, par nature subjectives. De plus, la raison étant selon lui esclave des passions10, c’est-à-dire soumise à la nature, elle est « déterminée » à induire l’effet à partir de la cause. Le passage où Hume l’exprime est remarquable pour l’analogie entre mathématiques et phénomènes physiques, caractéristique de la philosophie dans son ensemble, sur laquelle il s’appuie : « Ainsi, de même que la nécessité qui fait que deux fois deux font quatre, ou que les trois angles d’un triangle égalent deux droits, ne se trouve que dans l’acte de l’entendement par lequel nous considérons et comparons ces idées, de la même manière, la nécessité ou le pouvoir qui unit les causes et les effets se trouve dans la détermination de l’esprit à passer des uns aux autres11. »

Plus concrètement, cette « détermination » de l’esprit se manifeste psychologiquement par « une idée plus vive » de l’effet, idée qui surgit juste après une pensée de la cause. Il avoue en conclusion de son analyse qu’il s’agit de la meilleure définition qu’il puisse formuler et il invite celles et ceux qui rejettent cette approche à proposer une définition plus juste.

Hume a-t-il affaibli l’idée de causalité ?

Par son interprétation, Hume a-t-il porté un coup sévère à l’idée de causalité ? Oui du point de vue d’un cartésien qui distingue strictement l’esprit de la matière, plaçant le principe de causalité du côté d’un esprit détaché de la matière. L’attaque de Hume n’a pas été tellement vis-à-vis de la causalité, qu’il a plutôt soutenue en tant que principe, l’attaque de Hume a porté sur la primauté de la raison par rapport aux perceptions (naturelles).

Or comme l’a noté Hannah Arendt : « L’empirisme n’est qu’en apparence une revanche des sens ; en fait il repose sur l’hypothèse que seul un raisonnement du sens commun peut leur donner signification, et son point de départ est toujours une déclaration de non-confiance dans la capacité des sens à révéler la vérité ou la réalité. Le puritanisme et l’empirisme, en fait, ne sont que deux revers de la même pièce. Le même soupçon fondamental a finalement inspiré le gigantesque effort de Kant pour réexaminer les facultés humaines12 […] »

Autrement dit, Hume s’est appuyé davantage sur des raisonnements usuels que sur des perceptions et des expérimentations et, en tant que sceptique, il a explicitement souligné les limites des perceptions humaines. Sans être aussi critique qu’Arendt, je dirais que, de façon paradoxale, les empiristes et Hume en particulier ont idéalisé les perceptions qui étaient alors conçues comme l’ « expérience », de même que Descartes et Kant après lui ont idéalisé une raison détachée du monde sensible.

La raison idéalisée d’Emmanuel Kant

Une loi rationnelle

Si Kant partage avec Hume, et d’ailleurs avec la majorité des philosophes des Lumières, une grande espérance en la science, il conçoit celle-ci davantage à partir de la raison (ou pouvoir des principes) qu’à partir des perceptions (expérience). Dans la préface de la Critique de la raison pure, il écrit que la raison « doit obliger la nature à répondre à ses questions et ne pas se laisser conduire pour ainsi dire en laisse par elle ; car autrement, faites au hasard et sans aucun plan tracé d’avance, nos observations ne se rattacheraient point à une loi nécessaire, chose que la raison demande et dont elle a besoin13. » Kant et Hume envisagent tous deux le concept de loi à partir des découvertes en physique depuis Galilée, mais ils le pensent au sein d’un cadre de réflexion différent :

Concept Kant Hume
Loi Concept relatif à la raison Concept relatif à la nature
Raison Faculté humaine indépendante de l’expérience et de la nature Faculté humaine esclave de l’expérience et de la nature
Nature Sphère de l’expérience, distincte de celle de la raison Ensemble de principes qui déterminent la totalité du monde

La loi de causalité

Kant est d’accord avec Hume pour dire que la causalité peut être caractérisée par la contiguïté, qu’il désigne plutôt par les termes de coexistence et de simultanéité, ainsi que par la succession. Là où il diffère radicalement de son meilleur ennemi philosophique, c’est sur la justification de la façon dont l’esprit infère l’effet à partir de la cause. Pour Hume, nous avons vu que cette inférence est une « détermination » de l’esprit qui repose sur l’expérience d’« une idée plus vive » de l’effet.

Selon Kant, « la simple perception laisse indéterminé le rapport objectif des phénomènes qui se succèdent14 », la causalité ne peut reposer sur une perception subjective : « le concept qui implique une nécessité de l’unité synthétique ne peut être qu’un concept pur de l’entendement qui n’est pas dans la perception et c’est, ici, le concept du rapport de la cause et de l’effet […]. Ce n’est donc que parce que nous soumettons la succession des phénomènes, et, par suite, tout changement, à la loi de la causalité qu’est possible l’expérience même, c’est-à-dire la connaissance empirique de ces phénomènes; par conséquent, ils ne sont eux-mêmes possibles, comme objets de l’expérience, que suivant cette loi15. »

Pour le philosophe allemand, comme pour le philosophe écossais, la causalité est un « principe » ou une « loi » : le premier relie ce principe à une « raison » supérieure quand le second le relie à une « nature » supérieure.

Un éclairage limité

Les philosophes des Lumières ont éclairé les concepts de loi et de cause à partir, d’une part, de traditions philosophiques et, d’autre part, des découvertes en physique depuis le début du XVIIe siècle. Cet éclairage a façonné les interprétations de la science jusqu’à aujourd’hui. S’il a indéniablement constitué un progrès des connaissances, il a également prolongé l’idéalisation :

  1. de l’expérience humaine dans le cas de Hume ;
  2. de la raison ou intelligence humaine dans le cas de Kant.

S’agissant plus particulièrement de la notion difficilement réductible de cause, il me semble que la grille de lecture aristotélicienne conserve un intérêt épistémologique :

Type de cause Concept(s) associé(s)
Matérielle Objet, sujet
Formelle Loi, modèle
Motrice ou efficiente Force, être vivant
Finale Fonction biologique, objectif

Également sur les concepts de cause et de loi en science : Positivisme et empirisme logique : la loi et la logique contre la métaphysique.


Notes

1. Sextus Empiricus, Esquisses pyrrhoniennes, Seuil, 1997, p. 141.

2. Anouk Barberousse, Max Kistler, Pascal Ludwig, La philosophie des sciences au XXe siècle, Flammarion, 2000, p. 80. Je souligne.

3. Notamment : principe de Le Chatelier, loi des proportions multiples.

4. Cartwright, N., 1980, “Do the Laws of Physics state the Facts,” Pacific Philosophical Quarterly, 61: 75–84.

5. David Hume, Traité de la nature humaine (I, IV, II), Flammarion, 1995, p . 270. Je souligne.

6. David Hume, Enquête sur l’entendement humain, Flammarion, 2006, p. 57.

7. David Hume, Traité de la nature humaine (I, I, IV), Flammarion, 1995, p . 56. Je souligne.

8. Notons au passage qu’il n’y a pas de rupture entre la physique et la psychologie pour Hume.

9. Dans le Traité I puis dans l’Enquête sur l’entendement humain.

10. David Hume, Traité de la nature humaine (II, III, IV), Flammarion, 1991, p . 270.

11. David Hume, Traité de la nature humaine (I, III, XIV), Flammarion, 1995, p . 242.

12. Hannah Arendt, La crise de la culture, Gallimard, 1997, p. 77.

13. Emmanuel Kant, Critique de la raison pure, Alcan, 1905, p. 20.

14. Ibid., p. 211.

15. Ibid.


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