Chapitre III.
Le groupement des additions de classes (Groupement I) a

Section 1

Un « groupement » est un ensemble d’opérations remplissant les cinq conditions suivantes 1° Composition : le produit de deux opérations quelconques fait encore partie de l’ensemble ; 2° Inverses : à toute opération directe correspond une et une seule opération inverse qui, composée avec elle, l’annule (= donne l’identique générale) ; 3° Identique générale : il existe une et une seule opération identique générale constituant le produit commun de chaque opération par son inverse ; 4° Identiques spéciales : chaque opération composée avec elle-même (à égalité de signes) et avec les opérations de même signe d’ordre supérieur (groupements additifs) ou inférieur (groupements multiplicatifs) laisse invariantes ces opérations (tautologie et résorption ou absorption) ; 5° Associativité : toute suite « homogène » (= comportant les mêmes identiques spéciales dans les deux membres de l’équation) est immédiatement associative et toute suite « hétérogène » l’est médiatement (c’est-à-dire à condition d’être rendue homogène par le calcul).

Appliquons ces notions à l’addition simple des classes.

Soit une suite de classes incluses chacune dans la suivante et non égales entre elles 1, A, B, C…, etc., que nous appellerons « classes primaires ». Nous appellerons « classes secondaires » les classes A’, B’, C’… etc., définies comme suit A’ est la classe des termes inclus en B, mais non pas en A ; B’ est la classe des termes inclus en C, mais non pas en B…, etc.

On peut alors constituer un groupement en choisissant comme éléments, non pas les termes + A ou − A, qui ne sont pas associatifs, mais les opérations entières d’addition ou de soustraction de ces classes :

A + A’ = B ; B + B’ = C… etc.

ou

B − A = A’ ; … etc.

ou

− A − A’ = − B ; …etc.

(1) Composition :

(A + A’ = B) + (B + B’ = C) = (A + A’ + B’ = C)

(B + B’ = C) + (C + C’ = D) = (B +B’ + C’ = D)

ou

(B = D − B’ − C’)

… etc.

(B − A’ = A) + (C − B’ = B) = [(C − (A’ + B’) = A]

Toutes les substitutions et simplifications sont permises sauf à déterminer s’il faut les effectuer avant ou après les tautifications (4) et les résorptions (5). Voir la Remarque II.

(2) Associativité :

[(A + A’ = B) + (B + B’ = C)] + [C + C’ = D] =

[A + A’ = B] + [(B + B’ = C) + (C + C’ = D)] =

(A + A’ + B’ + C’ = D)

De même :

[(B − A’ = A) + (C − B’ = B)] + [D − C’ = C] =

[B − A’ = A] + [(C − B’ = B) + (D − C’ = C)] =

[D − (C’ + B’ + A’) = A]

(3) Inverses :

− A − A’ = − B …etc.

d’où A − A = 0

B − A’ = A ou B − A = A’

Quant à (A − A’) on a, puisque (A = B − A’), l’égalité A − A’ = B − A’ − A’.

(4) Tautologie :

A + A = A ; B + B = B ; …etc. et A’ + A’ = A’ ; …etc.

(5) Résorption :

A + B = B.

En effet

B = A + A’.

Donc, en vertu de (4) on a

A + B = A + A + A’ =A + A’ = B.

De même

A’ + B = B ; A’ + C = C ; B’ + C = C.

(6) Identiques spéciales : chaque égalité joue donc, en vertu de (4) et de (5), le rôle d’opération identique par rapport à elle-même et à celles d’ordre supérieur. Soit :

(A + A’ = B) + (D + D’ = E) = (D + D’ = E)

(6 bis) Identique générale :

(0 + 0 = 0).

En effet :

(A + A’ = B) − (A+ A’ = B) = (0 + 0 = 0)

(B + B’ = C) − (B + B’ = C) = (0 + 0 = 0)

…etc.

Remarque I. Signification des opérations négatives et des classes secondaires

Partons du syllogisme classique : « Tous les Mammifères sont des Vertébrés ; tous les Vertébrés sont des Animaux, donc tous les Mammifères sont des Animaux ». Si nous appelons, conformément à l’exemple choisi E les Mammifères, F les Vertébrés et G les Animaux, et si nous désignons pour un instant l’inclusion par le signe <, nous pouvons écrire ce syllogisme sous la forme : (E < F) + (F < G) = (E < G). Une telle écriture reviendrait à opérer sans plus sur les relations d’inclusions et rentrerait ainsi dans les mécanismes du groupement VIII (chap. X). Mais, traduit dans le symbolisme des opérations (1) à (6) du présent groupement, au contraire, nous avons :

E = F − E’ (= tous les Mammifères sont tous les Vertébrés, sauf les Vertébrés non-Mammifères).

F = G − F’ (= tous les Vertébrés sont tous les Animaux moins les non-Vertébrés).

D’où E + F = F + G − E’ − F’.

Soit (par simplification des F) :

E = G − E’ − F’ (= les Mammifères sont les Animaux moins les Invertébrés et moins les Vertébrés non-Mammifères).

Un tel résultat est assurément correct. Mais cette manière d’opérer est-elle « naturelle », c’est-à-dire correspond-elle à quelque mode concret de pensée ? Et pourquoi faire intervenir des opérations négatives et des classes secondaires pour traduire une suite aussi simple de propositions positives que celle du syllogisme cité ?

Nous répondrons d’abord qu’aucune logique n’est possible sans opérations négatives. « Tous les Mammifères sont des Vertébrés » signifie : « Aucun Mammifère n’est Invertébré » et cette proposition contient deux négations : « Aucun Mammifère » et « Invertébré ». Mais la question n’est pas là. Tout le monde admet la négation, seulement on considère fréquemment cette opération comme « unitaire », c’est-à-dire comme niant en bloc un jugement ou excluant entièrement une classe (soit −E ou −F de manière absolue). Les classes secondaires que l’on construit ordinairement sont donc simplement des classes primaires négatives. Par exemple E’ signifierait « non-Mammifère » en général et serait synonyme de (−E) ; F’ serait synonyme de −F, etc. Pourquoi donc ne pas suivre cet usage ? Et si la construction du groupement des additions de classes exige comme opération inverse la soustraction binaire, puisque l’addition est elle-même binaire, n’est-ce pas alors que le « groupement » ne correspond pas au travail réel de la pensée ?

Nous croyons au contraire que les exigences du groupement rejoignent précisément la marche concrète de la construction des notions. Il existe, en effet, les transitions les plus insensibles entre la simple exclusion pratique (par exemple « tous les jours sauf le lundi ») ou théorique (« un nombre premier n’est divisible par aucun autre, excepté par lui-même »), la négation partielle (« quelques hommes seulement vivent au delà de cent ans ») ou totale (« aucun homme n’est immortel »). II n’y a donc pas de négation en soi, mais la négation est toujours binaire, c’est-à-dire relative à un terme donné : c’est pourquoi nous l’appelons soustraction. Si F = tous les Vertébrés, alors E’ = les Vertébrés non-Mammifères, mais si F = tous les Animaux, alors E’ = les Animaux non-Mammifères ; …etc. Mais si F = l’Univers (relatif) du Discours, c’est-à-dire la totalité des classes actuellement construites, alors seulement E’ = les non-Mammifères en général. La négation soi-disant uninaire n’est donc qu’un cas particulier de la soustraction binaire, et le terme −E ne peut pas être identifié au terme E’.

En effet, le terme (−E) signifie « les Mammifères en tant qu’exclus de… » ou « si j’exclus les Mammifères de … ». C’est ainsi que (−E − E’ = −F) signifie « si j’exclus les Mammifères et les Vertébrés non-Mammifères, j’exclus tous les Vertébrés ». Par exemple G − F (= −E − E’) = F’, c’est-à-dire que ni les Mammifères ni les autres Vertébrés ne rentrent dans les Invertébrés. Un tel mode de raisonnement qui est dénué de valeur pour qui connaît la classification zoologique, est au contraire plein de signification concrète pour qui est en voie de l’apprendre ou d’en construire une nouvelle 2.

Quant aux classes secondaires A’ B’ C’… etc., on en comprend dès lors l’importance essentielle pour la construction des groupements. Mais nous voudrions encore souligner celle qu’elle présente sans cesse dans la pensée concrète. Cette signification peut échapper à l’observation superficielle, parce qu’elle demeure souvent implicite : elle n’en est que plus profonde dans le réglage de tout raisonnement. S’il est, en effet, facile, et conforme aux besoins de toute pensée, de généraliser, la difficulté est de s’en tenir aux généralisations légitime : c’est ici qu’intervient la quantification nécessaire des classes, en négatif comme en positif, en dehors de laquelle aucune proposition ne peut être rigoureuse. C’est pourquoi Hamilton déjà proposait de préciser toujours l’extension des prédicats, et de dire, par exemple, « tous les hommes sont quelques mortels ». Or, partout où intervient dans le discours, la notion de « quelques », explicitement ou implicitement, il y a intervention de ce que nous appelons les classes secondaires (A’ B’, C’… etc.).

Une classe secondaire est, en effet, et c’est ce qui motive un symbolisme spécial, une fraction de classe. Une classe ne comportant comme telle point de nombre, un système de classes ne saurait définir d’unité absolue, c’est-à-dire composable avec elle-même, telle que le nombre 1, ni par conséquent de fractions définies une fois pour toutes telles que les nombres fractionnaires ½, ¼, etc. Il n’existe pas de demi-classe ni de quarts de classe. L’unité logique est donc toujours relative : c’est la classe A d’où l’on part dans une sériation ou une classification quelconques. Cette unité fait partie d’autres classes B, C, D…, etc., dont elle est donc en un sens une fraction, mais relative, de même que chacune d’entre elles peut être considérée comme une fraction, mais relative, des classes qui l’emboîtent : A = quelques B ; B = quelques C…, etc. Seulement, les classes A, les B, les C…, etc., peuvent être également considérées en elles-mêmes, et alors elles constituent des totalités de divers ordres. Au contraire, les classes secondaires A’, B’, C’…, etc. — et c’est là leur raison d’être — ne sont jamais définies que comme des fractions des classes primaires qui l’emboîtent : les A’ sont quelques B (= tous les B non-A) ; les B’ sont quelques C (= tous les C non-B) ; etc. Elles sont ainsi, par définition, les fractions complémentaires des classes primaires de même rang 3 (A pour A’ ; B pour B’ ; … etc.), en tant que celles-ci font elles-mêmes parties des classes primaires immédiatement supérieures. C’est en ce sens que les classes secondaires interviennent implicitement en tout syllogisme.

Remarque II. Les règles de calcul déterminant les compositions du groupement

Par son caractère additif, d’une part, et l’usage des substitutions et simplifications, ce groupement est parent du groupe de l’addition des nombres entiers. Mais à cause de la tautologie (4), de la résorption (5) et de la nature des identiques qui en découle (6), il ignore l’itération mathématique (A + A = 2A), et ne constitue qu’un « groupement ». Comment donc concilier ces deux caractères, en apparence irréductibles, en un système de calcul exempt de contradiction ?

Le sens concret des deux opérations (4) et (5) est bien clair. La tautologie (A + A = A) signifie que si l’on réunit les uns aux autres tous les individus formant la classe A, on ne saurait ensuite les réunir à nouveau, la seconde addition n’ajoutant rien à la première. La résorption, d’autre part (A + B = B) signifie que si la classe A est déjà emboîtée dans la classe B, cela ne change rien de l’y emboîter à nouveau. Les additions (A + A) et (A + B) sont donc des opérations fictives 4, mais qui se rencontrent, sans cesse dans les calculs, à cause du jeu des substitutions ou du passage possible des termes d’un membre à l’autre des égalités. Or, ces opérations, quoique fictives, posent un problème qui dépasse de beaucoup les limites de la technique du calcul, par le fait qu’elles mettent en cause l’existence même de la réversibilité logique. En effet, on devrait pouvoir tirer de (4) et de (5), en transférant d’un membre à l’autre les termes + A ou + B, les propositions suivantes :

A = A − A et A = B − B ou B = B − A

Or, elles sont absurdes, puisque A − A = 0 (= si je réunis les individus A pour les enlever d’un ensemble quelconque, il n’y a plus de A dans cette classe) ; et que (B − B = 0) et (B − A = A’).

De même, si l’on admet la proposition (4) il semble qu’on ne puisse plus égaliser les deux membres de l’égalité :

(A + A) − A = A + (A − A)

dont le sens est pourtant A = A.

On pourrait tourner ces difficultés d’une manière toute formelle en posant (A + A = A + A) et (A + B = A + B), d’où (A = A + A − A) et (B = A − A + B), etc. Mais cet artifice de calcul ne supprimerait en rien les problèmes logiques eux-mêmes, qui sont les suivants 5. Peut-on légitimement transférer un terme tel que +A de l’un des membres d’une égalité dans l’autre, pour qu’il prenne alors la forme −A, et les deux termes +A et −A demeurent-ils alors un seul et même terme ? S’ils ne peuvent être transférés sans conditions et qu’il soit nécessaire de préciser celles-ci comme nous allons le faire, quel est le sens de ces limitations et peut-on encore parler de « groupements » ? D’une manière générale, la question est donc : l’emboîtement +A comporte-t-il légitimement comme opération inverse le déboîtement −A et l’opération comme telle, lorsqu’elle n’est pas fictive, est-elle rigoureusement réversible ?

Suites de même signe

Un premier point à noter est que, dans un calcul quelconque de ce groupe, l’application des règles de tautologie et de résorption n’est possible sans réserves que dans les suites de termes de mêmes signes, qu’ils soient négatifs ou positifs, peu importe (et par conséquent sans utiliser le zéro, qui suppose au moins deux termes de signes contraires). Par exemple, dans la composition suivante,

(7) (A + A’ = B) + (A’ + B’ = C − A) = (A + A’ + A’ + B’ = B + C − A)

si je supprime dans le premier membre de l’égalité finale un des deux A’ par tautologie avec l’autre, et dans le second membre le terme B qui se résorbe en C, j’obtiens la proposition A + A’ + B’ = C − A, qui est absurde.

Mais si j’égalise les signes de cette suite, j’obtiens, en « tautifiant » les A’ et en résorbant B en C la proposition correcte :

(7 bis) (A + A’ +A’ +B’ + A = B + C) = (A + A’ + B’ = C)

Par contre, dans les suites de même signe, je ne puis « simplifier » (au sens de la suppression simultanée de deux mêmes termes lorsque l’un est dans le premier et l’autre dans le second membre d’une égalité) qu’une fois les résorptions et tautologies poussées au maximum. Par exemple, dans la composition suivante :

(8) (B + C = C) + (C = B + B’) = (B + C + C = C + B + B’)

si je supprime par simplification (B + C) et (C + B) dans l’égalité finale, j’obtiens C = B’, ce qui est absurde. Au contraire, en résorbant et en tautifiant, j’obtiens la proposition C = C, qui n’augmente guère mes connaissances, mais qui est vraie.

De plus, je puis substituer à n’importe quel terme n’importe quel autre terme équivalent et je retrouve toujours une égalité vraie à condition d’observer les règles précédentes. Par exemple, dans l’égalité finale de la proposition (8), je remplace un C par (D − C’), un autre par E − D’ − C’) et un B par (A + A’). J’obtiens alors :

(9) B + D − C’ + E − D’ − C’ = C + A + A’ + B’

Si je pose cette égalité sous la forme :

(9 bis) B + D + E = C + A + A’ + B’ + C’ + C’ + D’

je puis résorber B et D en E dans le premier membre, puis (A + A’ + B’) en C dans le second membre. J’obtiens alors en tautifiant encore les deux C’, l’égalité E = C + C’ + D’, qui est correcte. Par contre, si dans la proposition (9 bis) je simplifie D et (C + C’), puis E et (A + A’ + B’ + C’ + D’), j’obtiens B = 0, ce qui est absurde et résulte du fait que j’ai simplifié avant de pousser les résorptions et tautologies au maximum.

Bref, dans les suites de même signe, je puis pratiquer la tautologie et les résorptions sans réserves, avec toutes substitutions permises, mais je ne puis simplifier qu’après avoir poussé les résorptions et tautologies au maximum.

Suites mixtes homogènes

Quand donc a-t-on le droit de procéder par simplification avant les résorptions et tautifications ? C’est le cas dans toutes les suites mixtes (c’est-à-dire contenant des + et des − avec utilisation du zéro) qui résultent de la composition de n’importe quelles égalités, pourvu que celles-ci ne contiennent pas elles-mêmes dans un membre des opérations fictives (addition d’un terme à lui-même ou à un autre terme qui l’inclut déjà), non compensées par des opérations fictives de même ordre dans l’autre membre. Nous appellerons « hétérogènes » les suites contenant ainsi dans un membre des opérations fictives non compensées dans l’autre membre, et « homogènes » les suites ne contenant pas d’opérations fictives ou ne contenant que des opérations fictives compensées par d’autres de même ordre. Par exemple (A + A = A) est une suite hétérogène, de même que (B + C = C), tandis que (B + C = B + B + B’) est une suite homogène, de même que (A + A’ = B). Nous pouvons donc dire que l’on doit procéder par simplification, avant toutes résorptions et tautifications, dans toute suite mixte homogène.

C’est ainsi que, dans la composition suivante,

(10) (B + B’ = C) + (A − B = −A’) = (A + B + B’ − B = C − A’)

si je simplifie B et −B dans le premier membre, j’obtiens les propositions :

(10 bis) A + B’ = C − A’ ou A + A’ + B’ = C

qui sont correctes. De plus, si je substitue (B − A’) à A et (C − B) à B’, j’obtiens

(11) B − A’ + A’ + C − B = C

qui peut se simplifier, par suppression des B et des C en A’ − A’ = 0, ce qui est correct. De même, si j’additionne l’égalité finale de (10) à celle de (7), j’obtiens, bien qu’elles contiennent l’une et l’autre des tautologies et des rapports de résorption, la proposition homogène

(12) A + A + A’ + A’ + B + B’ + B’ − B = C + C + B − A − A’

qui peut se simplifier en B’ = C − A − A’, ce qui est correct.

Suites mixtes hétérogènes

Par contre, en toute égalité contenant une hétérogénéité, ou en toute composition d’égalités dont l’une au moins est hétérogène, les simplifications ne sont plus possibles. Par exemple, la proposition suivante

(13) C − A = A’ + B’

ne change pas de valeur si j’ajoute B à C, puisque B est déjà inclus en C. D’où :

B + C − A = A’ + B’

Mais si je simplifie en supprimant, d’une part, le B et d’autre part (A + A’), qui sont équivalents à B, j’obtiens C = B’, c’est-à-dire une absurdité.

Il en est de même pour la tautologie.

La seule manière de calculer une égalité hétérogène ou une composition contenant de telles égalités, est donc d’égaliser les signes de la suite en déplaçant les sommandes d’un membre à l’autre de l’équation jusqu’à n’avoir plus que des + ou des −, et alors de procéder comme on a vu plus haut.

On met donc l’égalité (14) sous la forme :

(14 bis) B + C = A + A’ + B’

et l’on résorbe B en C avant de simplifier. Il en est de même de la suite (A + A) − A = A + (A − A) rendue hétérogène par la tautification (A + A), d’où la nécessité d’en uniformiser les signes pour pouvoir la composer de façon associative.

Remarque II bis. Signification de ces règles du point de vue de la structure du groupement et de la réversibilité de la pensée

En un mot, on peut donc dire que, dans les suites de même signe, les règles de tautologie et de résorption peuvent toujours s’appliquer à condition que ce soit avant toute simplification, et que dans les suites mixtes la simplification est permise à condition que ce soit avant toute résorption ou tautification et que la composition n’ait porté sur aucune égalité hétérogène. Si de telles règles de calcul peuvent paraître compliquées, leur signification est par contre parfaitement claire et intéressante pour la structure des groupements logiques.

Une suite de même signe représente, en effet, une série d’emboîtements nécessaires (en positif ou en négatif, peu importe, c’est-à-dire d’emboîtements que l’on conserve ou que l’on exclut en bloc). Ainsi, l’égalité (7 bis), A + A’ + B’ = C signifie que tous les termes réunis dans le premier membre doivent s’emboîter dans le terme unique du second membre. Dès lors, il est évident que toute application des règles de tautologie et de résorption est permise en de telles suites, puisque ces règles ne font qu’exprimer la nécessité des emboîtements continus, de A à B, de B à C…, etc. Pour la même raison, toute substitution est permise puisqu’elle manifeste simplement l’existence de nouveaux emboîtements. Par contre, la simplification est illégitime avant que les tautifications et résorptions soient poussées au maximum, et cela pour la raison très claire que la simplification suppose la réciprocité complète de l’opération + A dans un membre de l’égalité et de l’opération + A dans l’autre membre, c’est-à-dire la réversibilité entière du passage de + A dans un membre à — A dans l’autre : or, toute égalité du type (A + A = A) ou (A + B = B), non encore tautifiée ou résorbée, signifie un emboîtement non achevé, et, si j’en tire (A = A − A) ou (B = B − A), le déboîtement de A sous la forme −A est illégitime parce que A ne saurait être dissocié en cours de route d’une suite d’emboîtements encore incomplets. Par contre, une fois les emboîtements terminés, toute simplification est permise.

D’autre part, une suite mixte signifie la rupture des emboîtements précédents et un mélange d’emboîtements et de déboîtements. Dès lors, si la suite est homogène, c’est-à-dire si l’on n’a déboîté aucun terme avant que les emboîtements aient été entièrement achevés auparavant, chaque terme + A peut être annulé en même temps que son inverse −A, puisqu’ils ne sont plus relatifs aux ensembles dans lesquels ils sont encastrés. Par contre, on ne saurait pratiquer la résorption ou la tautologie avant de telles simplifications, parce que cela consisterait à emboîter certains termes en empêchant le libre jeu de leurs déboîtements — ce qui serait contraire à la définition des suites mixtes. En effet, la simplification est un procédé de calcul intéressant les deux membres à la fois d’une égalité donnée, tandis que chaque tautification et chaque résorption demeure limitée au membre de l’équation dans lequel elle a lieu : c’est pourquoi ce dernier procédé de calcul prime dans les suites de même signe, dans lesquels il n’y a qu’emboîtements, tandis que la simplification prime dans les suites mixtes dans lesquelles les déboîtements et emboîtements sont mêlés et doivent se compenser.

Quant aux « hétérogénéités », elles s’opposent à nouveau au primat de la simplification, mais exactement, pour la même raison, puisqu’une hétérogénéité signifie un emboîtement non achevé.

On voit donc, et c’est là le grand intérêt de ces difficultés du groupement des additions et soustractions de classes, que les tautologies et résorptions, par le fait même qu’elles attestent la réalité des emboîtements, n’excluent en rien leur réversibilité complète, mais au contraire la confirment par les précautions de calcul qu’elles imposent. Le groupement tout entier des additions de classes apparaît ainsi comme un vaste emboîtement des termes inférieurs ou initiaux dans les termes de rang supérieur, ce mouvement pouvant être inversé en déboîtements systématiques, à condition de distinguer — ce qui est le sens des règles précédentes — les opérations fictives des opérations réelles, c’est-à-dire de ne jamais dissocier une opération de déboîtement de l’opération réciproque d’inclusion dont elle est la manifestation. Ces précautions prises, le groupement est entièrement rigoureux et réversible.

Remarque III. Abrégé des règles de calcul

La signification des règles précédentes ainsi établie, il suffira de les appliquer sous la forme suivante pour être à l’abri de toute contradiction :

1° Les suites hétérogènes doivent, avant toute composition, être rendues homogènes. Il suffit pour cela : a) d’égaliser les signes (tous + ou tous −) et b) de résorber ensuite les termes au maximum ;

2° Les suites homogènes, de signes mélangés comme de même signe, admettent la résorption et la tautologie aussi bien que les simplifications, le passage d’un terme d’un membre à l’autre en changeant de signe, etc., et cela quel que soit l’ordre dans lequel on effectue ces diverses opérations, pourvu que les termes résorbés ou tautifiés soient chaque fois de même valeur dans les deux membres de la suite 6.

En appliquant ces deux règles qui équivalent exactement à celles de la Rem. II, on ne fait donc plus porter les tautifications et résorptions que sur 7 les équations comme telles, et non plus sur des termes isolés : en ce cas les compositions demeurent toujours homogènes et le groupement rigoureusement associatif et réversible.

Section 2

L’addition des classes consiste à réunir deux ou plusieurs classes en une classe totale qui les contienne toutes. Cette opération permet donc la constitution d’un groupement si l’on construit, par couples successifs, une suite de classes emboîtées les unes dans les autres, susceptibles de se déboîter en retour par dichotomies. Peut-on maintenant réunir deux ou plusieurs suites additives, en généralisant les opérations précédentes ? Il suffit, pour ce faire, de compléter le système précédent de notation par les conventions suivantes.

Soient deux (ou plusieurs) classes primaires, par exemple B1 et B2, dont chacune représente une suite additive 8 A1 + A’1 et A2 + A’2. L’addition de B1 et de B2 consistera sans plus à ajouter à la classe B1 les classes élémentaires de B2 et à considérer ainsi la première classe de B2, soit A2 comme devenant B’1 c’est-à-dire comme prenant rang de classe secondaire à la suite de B1 ; puis A’2 comme devenant C’1 (et ainsi de suite s’il s’agit de classes d’ordre supérieur à l’ordre B). Soit :

(15) B1 + B2 = A (= A1) + A’

(= A’1) + B’ (= A2) + C’ (= A’2) = D

Soit par exemple B1 = les Sciences mathématiques (réparties en A1 = Mathématiques pures et A’1 = Mécanique) et B2 = les Sciences physiques (réparties en A2 = Physique et A’2 = Chimie). On a alors B1 + B2 = D où D = les Sciences physico-mathématiques (réparties en A = Mathématiques pures, A’ = Mécanique, B’ = Physique et C’ = Chimie).

De telles opérations ne diffèrent donc nullement en principe des additions simples. Par sa forme, l’addition B1 + B2 est commutative (c’est-à-dire donne le même résultat que B2 + B1), puisque les termes A1 A’1 A2 et A’2 sont équivalents en D. Par le contenu, au contraire, on peut avoir intérêt à choisir les termes A A’ B’ et C’ dans un certain ordre (voir Remarque V).

Si nous distinguons ce type de notation (15) du type (1) à (14), c’est pour une raison toute théorique. Non seulement, en effet, la présente notation montre que le groupement des additions de classes peut s’appliquer à tous les cas possibles, puisque la juxtaposition de deux classes ou de deux suites de classes donne lieu à des emboîtements qui rejoignent la forme (1), mais encore, elle met en évidence, mieux que la première notation, les ressemblances et les différences des additions de classes et de nombres.

À nous en tenir à la structure formelle des opérations, on peut, en effet, composer entre elles des structures de tout ordre et obtenir ainsi des produits d’un rang déterminé, sans considération de la nature ou du nombre des termes inclus en chaque classe, mais seulement du mode de réunion de ces classes :

(16)

A1 + A2 = B B1 + B2 = D C1 + C2 = F
A1 + B2 = C B1 + C2 = E C1 + D2 = G
A1 + C2 = D B1 + D2 = F C1 + E2 = H
etc. etc. etc.

Ces compositions sont associatives

(17) [A1 + B2 = C3] + [(B4 + D5 = F6) − (B7 − A7 = A6) = E6] = (C3 + E6 = H) [(A1 + B2 = C3) + (B4 + D5 = F6) = I6] − [B7 − A7 = A6] = (I6 − A6 = H)

et réversibles (si l’on détache d’une suite quelconque un segment dont on convient de faire une nouvelle suite autonome) :

(18) B1 − A2 − A3 ; E1 − C2 = B3 ; …etc.

Il y a naturellement tautologie et résorption lorsque l’on réunit un terme déterminé à lui-même ou à une classe dans laquelle il est déjà inclus.

Il n’est pas besoin de commentaires pour montrer que le choix des rangs A, B, C… ou A’, B’, C’… dans le classement des termes d’un système quelconque est entièrement conventionnel. Mais une fois les conventions admises, les compositions (15) à (18) s’ensuivent nécessairement (voir chapitre IV, remarque III).

Quant aux relations avec le nombre, nous y reviendrons au cours des chapitres XI et XII et des conclusions de cet ouvrage. Il est donc inutile d’en discuter dès maintenant. Par contre, il convient, afin de préparer cette discussion, d’analyser la nature de cette opération logique élémentaire qu’est l’« énumération simple », dont on voit les rapports avec le présent système de notation.

Remarque IV. L’énumération simple

Pour appliquer les compositions de cette section 2 à des réalités concrètes, ii faut naturellement que les suites additives que l’on réunit ou que l’on dissocie, puissent être juxtaposées les unes aux autres en une suite totale. Le meilleur exemple est à cet égard, celui de l’énumération simple.

D’une manière générale, le groupement des additions de classes (le groupement I) s’applique à toute suite d’emboîtements. Quels rapports soutient-il donc avec une suite de termes 9 simplement énumérés, c’est-à-dire précisément juxtaposés ?

Nous allons montrer qu’une telle suite rentre dans ce groupement, car ou bien les termes énumérés sont considérés comme non équivalents et ordonnés en une série selon un système de relations déterminées, et alors il ne s’agit plus d’une composition de classes, mais de relations, ou bien les termes énumérés sont considérés comme équivalents et l’énumération aboutit alors à une suite d’emboîtements (selon le mode 1 à 14 ou 15 à 18 peu importe).

Soit, par exemple, une énumération simple, que nous choisissons conventionnellement : « Les sciences exactes et naturelles sont les Mathématiques, la Mécanique, la Physique, la Chimie et la Biologie ». Par convention, cette énumération définit exhaustivement la classe initiale (les Sciences exactes et naturelles). Il est inutile de préciser qu’il s’agit là d’une opération purement logique, dans laquelle la numération n’intervient pas, car sans avoir compté que la classe totale est composée de cinq termes, je puis les énumérer un à un qualitativement. De plus, si nous n’établissons aucune relation particulière entre ces termes et nous bornons à les considérer équivalents, il n’est pas douteux qu’ils constituent simplement une classe. Comment donc représenter leur énumération ?

En premier lieu, nous avons naturellement le droit de constituer les classes partielles que nous voulons. Soient B1 = les Sciences mathématiques (où A1 = Mathématiques pures et A’1 = Mécanique) et B2 = les Sciences physiques (où A2 = Physique et A’2 = Chimie). Nous avons alors comme dans l’opération citée précédemment (15), l’addition B1 + B2 = D3 ; et si A4 = la Biologie, alors D3 + A4 = E. Ou bien si A1 = les Mathématiques pures et C2 = les Sciences mécaniques (A2 = Mécanique) et physiques (A’2 Physique et B’2 = Chimie), alors A1 + C2 + A4 = E ; etc. D’une manière générale, si chacune des sciences énumérées est représentée par une classe A, on aura :

A1 + A2 + A3 + A4 + A5 = E

Mais alors, si ces classes d’ordre A sont distinctes les unes des autres et ne peuvent pas être tautifiées, l’énumération complète revient nécessairement à une série d’emboîtements :

(19) A (les Mathématiques pures) + A’ (la Mécanique) = B (Mathématiques et Mécanique).

B + B’ (Physique) = C (Mathématiques, Mécanique et Physique).

C + C’ (Chimie) = D (Mathématiques, Mécanique, Physique et Chimie).

D + D’ (Biologie) = E (les Sciences exactes et naturelles)

Il va sans dire que cette énumération n’est pas la seule possible et que tout autre ordre est concevable :

(19 bis)

A (= A1) + A ’(= A2) = B1 }={ A (= A5)+A’ (= A4) = B2 }=
B1 + B’ (= A3) = C1 B2 + B’ (= A3) = C2
C1 + C’ (= A4) = D1 C2 + C’ (= A2) = D2
D1 + D’ (= A5) = E D2 + D’ (= A1) = E

…etc.

Mais n’importe quelle énumération de ces mêmes termes aboutit à la même classe E.

Cela revient à dire que, du point de vue de la classe E, les termes énumérés sont équivalents (symbole E=, voir chap. I), soit :

(20) E = (A1 E= A2 E= A3 E= A4 E= A5)

ou

E = (A E= A’ E= B’ E= C’ E= D’)

Et si nous désignons par E1 E2 E3… etc. les classes totales d’ordre E qui résultent de l’addition des séries (19 bis) selon les différents modes d’énumération, on a :

(21) E1 = E2 = E3 … etc.

D’où la nécessité de les tautifier, E1 + E2 = E.

Par contre, les différentes classes primaires A, B, C et D que l’on peut construire au moyen d’un seul terme A ; ou de la réunion d’un A et d’un A’ ; d’un A, d’un A’ et d’un B’…, etc., sont seulement équivalentes, mais non point égales (M= et non =. Voir chap. I) :

(22) B1 E= B2 E= B3… etc.

C1 E= C2 E= C3 … etc.

D1 E= D2 E= D3… etc.

C’est en cela que l’énumération se distingue de la numération (voir chap. XI, prop. 3, 4, 6 et 7) : il y aurait en effet numération si les équivalences (20) et (22) pouvaient être transformées en égalités sans être tautifiées, tandis que, faute de cette mobilité, nous demeurons dans un système de classes et n’engendrons aucun nombre.

Il est donc clair que toute énumération peut se traduire sans plus sous la forme d’une suite de classes. Aussi quelconques que soient les termes énumérés, X, Y et Z, on a toujours A = X ; A’ = Y ; B = X + Y ; B’ = Z ; C = X + Y + Z ; … etc.

La question des rapports entre la classification hiérarchique et l’énumération simple n’est ainsi qu’une question d’échelle. Si j’appelle A une classe contenant un certain nombre de termes que je n’énumère pas en fait mais que je pourrais énumérer, alors l’énumération est distincte de la classification parce que, située à une échelle inférieure au seuil de cette classification. Mais dès que j’énumère ces termes, je les classe par cela même en une suite additive que l’on peut mettre sous une forme analogue à celle du tableau (19), et alors la classe A devient le premier terme de cette suite et la classe complexe primitivement appelée A devient la dernière classe primaire de la même suite.

Mais cette première manière de concevoir l’énumération n’est que l’une des deux possibles : la seconde consiste à sérier par relations asymétriques les termes différents. Cette éventualité, toujours légitime, soulève la question du rapport entre les deux espèces de séries :

Remarque V. Séries hiérarchiques et séries linéaires

Soit à énumérer les mêmes termes que précédemment, A + A’ + B’ + C’ + D’ = E et choisissons la disposition de (19). Après les avoir classés en A + A’ = B ; B + B’ = C ; …etc., nous pouvons aussi bien, et indépendamment de ces classes, les sérier selon une relation quelconque, pourvu qu’elle soit asymétrique (sinon il n’y a pas de sériation linéaire possible) :

(23) (A) a→ (A’) a’→ (B’) b’→ (C’) c’→ D’

Cette relation sera, par exemple, « A’ est plus complexe que A ; B’ est plus complexe que B ; … etc. » Ou simplement « A’ vient après A ; B’ vient après B ; … etc. ». Ou « A et ensuite A’, et ensuite B’ ; … etc. ».

La différence entre les deux méthodes est évidente : la série des relations est intangible dans le détail même des successions, sous peine d’altérer la signification de la série totale, tandis que l’ordre de succession d’une suite de classes peut être changé sans modifier la classe totale. En effet, les termes de chaque classe primaire sont, par définition, équivalents entre eux, tandis que ceux des relations asymétriques ne le sont pas.

La sériation comme telle est commune au groupement des classes et à celui des relations, puisqu’une classe ne peut entrer en rapport avec d’autres que moyennant un système hiérarchique, qui implique donc une sériation des rangs d’extension de l’ordre inférieur à l’ordre supérieur. Mais, comme on vient de le voir (propos. 19 à 21) n’importe quelle sériation des termes A… D’ conduit à la même classe E, puisque cette classe n’est pas autre chose que leur réunion et qu’une addition est indépendante de l’ordre suivi (est « commutative »). L’ordre choisi sera plus ou moins naturel et la classification plus ou moins simple, mais le résultat sera toujours la classe E : elle sera donc subdivisée autrement, puisque la signification des A, A’, B’… pouvant changer, celle des B, C, D …. changera naturellement aussi (prop. 22), mais le total (la classe E) sera toujours le même (prop. 21). Au contraire, si j’intervertis deux ou plusieurs termes A, A’… dans une série de relations asymétriques (23), les relations nouvelles seront différentes des premières et la série totale sera également différente en tant que série (par opposition à la réunion des termes comme tels, qui est une classe).

Par exemple, si je dis « La Physique est plus complexe que la Mécanique », (A’ a’→ B’), je dis le contraire que si j’appelle A’ la Physique et B’ la Mécanique, soit « La Mécanique est plus complexe que la Physique ». D’une manière générale, si la signification des termes provient de leur position dans la série, il en est exactement de même : la relation, « La Physique vient après la Mécanique » exprime le contraire de la relation, « La Mécanique vient après la Physique ».

En bref, dans la série « A, et ensuite A’, et ensuite B’… etc. », de deux choses l’une : ou bien « et ensuite » signifie la simple réunion de ces termes (A + A’…) par opposition à l’addition de leurs relations, et alors il y a addition de classes, c’est-à-dire que chaque classe primaire reste invariante quel que soit l’ordre d’énumération de ses composants ; ou bien « et ensuite » signifie une relation asymétrique impliquant un avant et un après, et alors les relations seules peuvent être additionnées (a + a’ = b), ces relations présentant un ordre fixe et les termes cessant d’être équivalents. Dans ce dernier cas, toute altération dans la succession des termes (ou des relations secondaires) transforme la série totale (c’est-à-dire les relations primaires a, b, c…). Nous appellerons donc séries hiérarchiques les suites de classes et séries linéaires les suites de relations asymétriques (lorsque celles-ci obéissent aux règles du groupement V).

Cette opposition résulte de la définition même que nous avons adoptée des classes et des relations (à l’exception des relations symétriques qui sont précisément des relations de classes). Nous avons donc pour les séries hiérarchiques :

(24) A = A

B = (A B= A’)

C = (A C= A’ C= B’)

D = (A D= A’ D= B’ D= C’)

et pour les séries linéaires 10 :

(25) (A → A’) M≠ (A’ → A)

Encore une remarque. Les compositions de cette section 2 ne peuvent avoir de signification concrète que si les classes A, A’, B’…, comme c’est le cas dans l’énumération simple, ne contiennent qu’un seul terme (une seule classe). Mais dans une classification quelconque, il arrive naturellement que les classes secondaires soient de plus en plus complexes. Par exemple, si A = une espèce animale (cf. section 1), A’ = les autres espèces de même genre ; B = le genre A + A’ ; B’ = les autres genres de même famille ; C = la famille B + B’ ; C’ = les autres familles de même ordre ; … etc., alors il est clair que A’ contient plusieurs termes d’ordre A, que B’, C’, D’ toujours davantage, etc. ; que B’ contient plusieurs termes d’ordre B ; que C’ contient plusieurs C, B et A ; etc.

D’une manière générale, nous pouvons donc dire que le rapport entre A et A’, ou encore B et B’, etc., est un rapport de « vicariance » (Voir chap. I).

Nous avons distingué, en effet, l’égalité (A = A, ou A + A’ = B) qui a pour critère la tautification possible des termes égaux, et l’équivalence qualitative (prop. 24), qui a pour critère la co-inclusion, c’est-à-dire la possibilité de résorption des termes dans la classe du point de vue de laquelle ils sont équivalents : A B= A’ signifie ainsi A + B = B et A’ + B = B. Il s’ensuit, toujours par définition, que seuls les termes égaux sont substituables, les termes équivalents étant réciproquement substituables ou vicariants, c’est-à-dire que si A B= A’, alors on, peut trouver en A’ au moins une classe d’ordre A (que nous appellerons A2), et que, par rapport à celle-ci, la classe A se trouve comprise en A’2 (soit dans une classe A’ définie en fonction de A2 et non plus de A). De même, si B C= B’, alors on peut trouver en B’ une classe au moins d’ordre B (que nous appellerons B3), par rapport à laquelle B se trouve compris en B’3 ; … etc. D’où :

(26) [A B= A’] = [(A + A’) = (A2 + A’2) = B]

[B C= B’] = [(B + B’) = (B3 + B’3) = C]

………………

[M N= M’] = [(M + M’) = (Mn + M’n) = N]

C’est cette situation qui entraîne la nécessité des opérations nouvelles dont nous allons maintenant aborder l’étude sous le nom d’« additions secondaires ».