Les données génétiques de l’épistémologie physique. Logique et connaissance scientifique (1967) a 🔗

Les deux significations des activités du sujet🔗

Il va de soi que sans activité du sujet il n’y aurait point d’expérimentation permettant de dissocier les facteurs et de contrôler leurs effets, point de conceptualisation permettant l’interprétation, point de représentation nécessaire à la construction des modèles et surtout point de calcul ni de déduction mathématique. Et cependant il est tout aussi évident que le propre de la connaissance physique est non seulement de dépasser mais, dans un grand nombre de cas, de contredire les données « subjectives » et de récuser les apparences sensorielles ou les certitudes intuitives pour mieux libérer l’objet du sujet. Les termes de « sujet » ou de « subjectif » recouvrent donc deux sortes de réalités, qu’il s’agit de dissocier dès le départ, selon que le sujet est source d’activités nécessaires pour atteindre l’objet ou source de déformations s’opposant à cette marche vers l’objectivité.

La première solution consisterait à attribuer la subjectivité déformante au sujet « psychologique » et l’activité subjective efficace au sujet « transcendantal » (au sens kantien, ou phénoménologique, etc.). Mais si on l’appuie [p. 601] simplement sur la réussite a posteriori, cette distinction ne revient qu’à baptiser la dualité qu’il s’agirait d’expliquer. Quant aux critères invoqués (nécessité a priori, « essences » étrangères au monde spatio-temporel, etc.), ils sont intelligibles tant que l’on se place à un point de vue statique ou synchronique, mais deviennent incompréhensibles dans une perspective d’histoire ou de genèse : comment expliquer que la pensée commence par être victime d’une subjectivité déformante et n’en arrive que peu à peu, en passant par de multiples détours et tâtonnements, à une connaissance objective que les structures transcendantales, s’il en existait de telles, devraient imposer dès l’abord ? À supposer que ces structures interviennent progressivement, on devrait donc pouvoir en suivre psychologiquement l’emprise sur le sujet, et l’on pourrait être tenté d’interpréter de cette manière le développement des opérations intellectuelles qui se déroulent entre l’enfance et l’âge adulte. Seulement, le développement se suffit à lui-même et s’explique par lui-même de telle sorte que l’hypothèse du sujet transcendantal devient inutile. Il n’en est pas moins vrai que la dualité qu’elle implique entre les deux formes d’activité du sujet subsiste entièrement et qu’il reste à la justifier en s’appuyant sur le développement opératoire.

Une seconde solution, proposée par Planck, consiste à attribuer la subjectivité déformante à « ce qui est propre à l’individualité » ou au moi, et par conséquent à lier l’objectivité aux mécanismes cognitifs communs à tous les sujets. Mais le critère ne suffit pas entièrement car, si les opérations rationnelles ou les caractères généraux des conduites expérimentales sont effectivement communs à tous les sujets, il en est de même des illusions ou « erreurs » perceptives dites « systématiques » précisément pour cette raison, et surtout des innombrables « intuitions » dont la fausse évidence peut dominer tous les esprits à un moment donné de l’histoire. Il faut ainsi affiner ce critère.

La troisième solution consistera donc à rendre dynamique la seconde en considérant l’objectivité comme liée, non pas à un état (consensus, etc.), mais à un processus, qui se caractériserait alors par une décentration graduelle résultant des coordinations opératoires en leur développement, [p. 602] tandis que la subjectivité déformante serait liée aux centrations, sur l’activité propre ou individuelle. L’hypothèse reviendrait d’abord à supposer que toute connaissance physique est liée à des actions du sujet sur les objets. Mais en ces actions, il faut distinguer les coordinations générales (ordre, emboîtements, etc.) dont nous avons déjà vu qu’elles constituaient la source des opérations logico-mathématiques, et les actions particulières (soupeser, pousser, etc.) qui fournissent les informations physiques. En ce cas, l’activité du sujet conduirait à des informations d’autant plus objectives que les actions physiques seraient décentrées par leur insertion dans un cadre de coordinations logico-mathématiques, et d’autant plus « subjectives » au sens de la déformation, que les actions particulières demeureraient centrées sur la conscience immédiate (« sensation », perception, etc.) qu’en prend le « moi » par opposition à la coordination opératoire.

Un bon exemple de ce processus génétique est l’évolution de la notion de cause (nous y reviendrons plus loin). En ses formes initiales, la causalité est essentiellement assimilation des séquences extérieures à des modèles tirés de l’action propre en ses caractères immédiats : ainsi l’enfant, comme jadis Aristote, se représente tout mouvement comme orienté vers un but et comme dû, en plus des contraintes extérieures, à une force liée au mobile (résidu d’un animisme, d’ailleurs souvent explicite sous la forme d’une intention consciente attribuée à ce mobile). Il en résulte des explications qui vont jusqu’à rappeler la théorie péripatéticienne des deux moteurs et même le schéma de l’ἀντιπερίστασις : les nuages sont poussés par le vent, mais par un vent qu’ils produisent eux-mêmes en se déplaçant, etc. À l’autre extrême, la causalité est essentiellement assimilation des séquences à un jeu d’« opérations » servant à la fois à la déduction du phénomène et à la construction de modèles dans lesquels ces opérations sont pour ainsi dire attribuées aux objets en leurs interactions. Par exemple, en un équilibre hydrostatique où l’on fait varier les poids du piston dans l’une des branches d’un tube en U et le poids spécifique du liquide en faisant prévoir les niveaux, les enfants de onze à douze ans distingueront (1) une opération (directe) consistant à ajouter des poids ; [p. 603] (2) son inverse consistant à les enlever ; (3) une opération (réciproque et non plus inverse) consistant à augmenter la résistance du liquide (tandis que les sujets plus jeunes pensent qu’un liquide plus lourd agira dans le même sens que 1 et non pas dans le sens d’une « réaction » opposée à l’action 1) ; (4) l’inverse de 3, qui est en même temps la corrélative ou duale de 1 et qui consiste à diminuer la résistance. Ainsi le processus causal est en fait assimilé (sans que le sujet ait le moins du monde conscience de l’existence abstraite de telles structures) à ce groupe de quatre transformations INRC qui apparaît au niveau des opérations intellectuelles du préadolescent et que J. B. Grize a rappelé au premier chapitre de la partie consacrée à la Logique.

Il y a donc intervention des activités du sujet dans la constitution de toutes les formes initiales et évoluées de causalité, mais selon deux modes bien différents. Dans le premier cas (où l’activité du sujet est en fait bien moindre), il y a subjectivité déformante, parce que l’action physique reste centrée sur le moi, c’est-à-dire sur les caractères immédiats de l’action propre. Dans le second cas, l’activité du sujet aboutit à une objectivité croissante, parce que l’action physique est décentrée en tant que s’insérant dans un système de coordinations : coordinations entre les actions particulières, mais sources, en tant que coordinations, d’opérations logico-mathématiques servant alors de cadre à ces actions physiques et permettant, de ce fait, une lecture objective en même temps qu’un débat de déduction de leurs résultats.

Les notions cinématiques🔗

Au niveau des notions intervenant pour structurer les mesures, il existe un cercle bien connu entre la vitesse et le temps, puisque la mesure des vitesses suppose la durée et que la mesure des durées suppose une vitesse. D’autre part, dans la mécanique classique, la vitesse est un rapport, tandis que le temps et l’espace en constituent les termes à titre d’intuitions simples ; dans la mécanique relativiste, au contraire, tous deux sont relatifs à la vitesse. Il est donc d’un certain intérêt de se demander [p. 604] quelles sont les relations entre les notions de temps et de vitesse au cours de leur formation et si, en particulier, l’examen de cette formation permet de lever le cercle rappelé à l’instant.

Les notions de conservation🔗

La meilleure preuve que les notions physiques, même sous leurs formes les plus élémentaires, supposent un cadre logico-mathématique pour se constituer, est que les notions les plus courantes et les plus intuitives de conservation ne résultent ni d’un montage inné ni d’une simple lecture de l’expérience mais d’une élaboration opératoire ou quasi opératoire.

I. — Le schéma de l’objet permanent est un premier exemple de ces notions spontanées de conservation, et qui intéresse la physique, car, à voir comment un grand nombre de bons esprits ont renoncé à la permanence des corpuscules à l’échelle microphysique, il est utile de se demander si la conservation de l’objet en tant que substance est une notion a priori, comme on pourrait le croire à constater la contrainte qu’elle exerce sur le sens commun, ou s’il s’agit d’une construction progressive par collaboration entre les données d’expérience et les structurations du sujet.

La solution aprioriste a été soutenue par É. Meyerson, qui voyait dans la permanence de la substance le produit d’une identification intervenant dès la perception et imposant au sujet l’idée que, derrière le donné sensible fourni par cette perception, il devait intervenir une substance extérieure et indépendante en tant que cause de cette perception. Aussi Meyerson concluait-il à l’universalité de la croyance en la permanence de l’objet, [p. 609] jusque chez l’animal puisque le chien cherche le lièvre même sans le voir. Mais É. Meyerson oubliait l’odorat, et l’exemple du chien ne prouve donc rien, puisqu’il reste dominé par sa perception et qu’on ne peut parler de permanence de l’objet qu’à partir du moment où l’objet est recherché en dehors de tout champ perceptif, olfactif ou auditif comme visuel.

C’est donc chez le nourrisson que l’expérience est la plus fructueuse et nous avons pu établir sur nos trois enfants (en des expériences vérifiées depuis par Th. Gouin Décarie sur quatre-vingt-dix sujets) qu’il n’y a au début aucune permanence de l’objet et que cette permanence se construit entre six ou sept et douze à dix-huit mois en relation avec l’organisation du groupe des déplacements. À quatre ou cinq mois encore les réactions sont entièrement négatives : sur le point de saisir un objet, l’enfant retirera sa main si on recouvre cet objet d’un linge. Dans la suite, il cherchera l’objet sous l’écran, mais s’il l’a trouvé en A (par exemple à sa gauche) et qu’on le déplace en B (sous un linge à droite du sujet et naturellement avec un mouvement entièrement visible), le sujet retourne le chercher en A c’est-à-dire là où l’action a réussi une première fois : l’objet n’est donc encore à ce niveau que semi-indépendant, donc toujours relatif à l’action du sujet. Enfin, l’objet est promu au rang de mobile indépendant et recherché en fonction de ses déplacements successifs.

En cette construction intervient naturellement l’expérience dont les succès ou les échecs sont utilisés par les actions du sujet. Mais il s’y ajoute l’organisation propre à ces actions. D’abord irréversibles, c’est-à-dire sans parvenir à remonter le flux des événements, ces actions s’efforcent ensuite de compenser les perturbations extérieures (disparitions) par des réactions en sens inverse (retrouver et ramener) et cette réversibilité naissante conduit à organiser les mouvements en un « groupe » : composition des déplacements, inversion (retour), associativité (conduite du détour) et identité. C’est cette organisation de l’espace par coordination des mouvements du sujet qui permet alors de localiser l’objet en ses déplacements et de lui conférer une permanence indépendante de l’action propre, dans la mesure où celle-ci s’est ainsi décentrée.

[p. 610] Le groupe des déplacements n’a donc rien d’a priori, comme le croyait H. Poincaré. La distinction, que le célèbre géomètre croyait immédiate, entre les changements de position (susceptibles d’être annulés par un déplacement corrélatif du corps propre) et les changements d’état (non annulables), n’est pas donnée au départ, mais se construit, puisque, au début tout est changement d’états pour le nourrisson, faute précisément d’objets permanents. La construction du groupe et celui de l’objet sont donc solidaires, l’organisation de l’objet, celui de l’espace, celui des successions temporelles (par exemple dans le cas des mouvements successifs) et celui de la causalité elle-même (voir plus loin) étant indissociables.

Il est d’un certain intérêt de noter ainsi que la conservation de l’objet ne constitue donc nullement une notion a priori mais est relative à la possibilité de localisation donc à la structuration spatio-temporelle et causale de l’univers. On sait, en effet, qu’en microphysique, l’existence d’un corpuscule n’est assurée qu’en fonction de sa localisation et que si L. de Broglie tend à lui reconnaître une conservation supérieure à ce qu’admettent la plupart des auteurs (voir le chapitre « Les représentations concrètes en microphysique »), c’est en raison d’un retour à des cadres spatiaux et temporels plus généraux.

II. — Si la conservation de l’objet individuel est acquise dès le niveau de l’intelligence sensori-motrice, c’est-à-dire avant le langage, il faut attendre des années jusqu’au début des opérations logico-mathématiques concrètes (vers sept ou huit ans) pour que se constituent les conservations physiques élémentaires portant sur les quantités caractéristiques de ces objets (quantité de « substance » ou matière, de poids ou de volume physique) ou sur les objets collectifs. Ici à nouveau on va donc constater que, dès les débuts les plus humbles de la connaissance physique, celle-ci ne s’acquiert qu’encadrée et soutenue par une structuration logico-mathématique due aux activités du sujet.

Par exemple si l’on présente deux verres égaux A₁ et A₂, pleins jusqu’au même niveau, et qu’on verse le liquide de A₂ en B plus étroit, les sujets de quatre à six ans ne croient pas en général que la quantité s’est conservée, du moment que le niveau a changé (évaluation ordinale par le point d’arrivée, comme pour les vitesses, [p. 611] p. 604-606). Ce n’est que vers sept ou huit ans que la conservation est affirmée, et même rapidement reconnue comme nécessaire au nom de trois arguments : (1) on peut remettre l’eau en A₂ et constater que le niveau redevient le même qu’en A₁ (réversibilité, distincte de la renversabilité selon laquelle l’eau se dilate en B et se contracte en A) ; (2) l’eau en B perd en diamètre ce qu’elle gagne en hauteur (compensation ou réversibilité des relations réciproques, mais affirmée à titre qualitatif ou logique avant toute mesure) ; (3) c’est « la même eau » (identité). Mais cette identité présente le caractère remarquable de ne constituer un argument qu’à partir du moment où les deux autres arguments sont possibles : les petits savaient bien, eux aussi, qu’on n’a rien enlevé ni ajouté, mais n’en tiraient aucune conséquence de conservation, tandis qu’au niveau de la réversibilité l’identité devient un argument en tant qu’englobée dans une structure de groupe.

En d’autres termes, la pensée commence par ne s’attacher qu’aux configurations (plus haut, etc.) mais sans tenir compte des transformations, et par ne concevoir celles-ci que comme relatives à l’action propre (verser en tant que geste global et non pas que mouvement du liquide) : d’où le caractère subjectif, au sens d’illusoire, des non-conservations. Puis la connaissance considère les transformations comme telles et conçoit les états ou configurations comme relatifs à ces transformations : elle devient alors objective, mais en tant qu’encadrée par des activités du sujet, qui attribuent au réel une structure algébrique, telle que la réversibilité, devenue nécessaire, confère un sens à l’identité et engendre alors les notions de conservation.

Une autre expérience conduit aux mêmes interprétations. Deux boulettes d’argile de même forme, poids et dimensions A₁ et A₂ sont offertes au sujet qui modifie la seconde en un boudin B, ou en une galette ou la coupe en morceaux, etc. Les problèmes sont d’établir si la quantité de matière se conserve ou le poids ou le volume physique (celui-ci se mesurant au niveau de l’eau dans un verre après immersion de la boulette ou de sa transformée). Les résultats (qui ont été vérifiés en de nombreux pays) sont d’abord la négation de toute conservation. Vers huit ans apparaît la conservation de [p. 612] la substance, au nom des trois arguments déjà indiqués pour les liquides, mais sans que le sujet les applique au poids ni au volume (« le poids, ce n’est pas la même chose, ça change », etc.) Vers neuf ou dix ans ils sont par contre retenus pour justifier la conservation naissante du poids, et enfin vers onze ou douze ans pour celle du volume. Il est frappant, au point de vue épistémologique, de constater que le premier en date de ces invariants est celui de la substance, alors qu’une quantité de matière indépendante de son poids et de son volume n’est ni perceptible ni mesurable pour l’enfant : il s’agit donc d’une simple forme logique, due à la constitution naissante de la réversibilité opératoire, donc aux activités déductives du sujet et indépendamment du contrôle empirique.

Les essais d’apprentissage par contrôle à la balance pour la conservation du poids (comme l’a pratiqué le psychologue norvégien J. Smedslund) ont montré qu’il était aisé d’obtenir une prévision sur le terrain de la simple légalité (« ce sera toujours la même chose puisque cela n’a pas changé ») mais sans compréhension causale : par exemple, la transitivité des égalités de poids (A = C si A = B et B = C) ne s’acquiert que peu ou pas du tout par le même procédé.

Notons encore que ces mêmes Stades de formation de la conservation se retrouvent inchangés si les questions sont posées à propos de la dissolution du sucre dans l’eau (la substance, le poids et le volume étant alors attribués, mais en ordre successif de constitution, aux corpuscules invisibles de sucre fondu) ou à propos de la dilatation d’un grain de maïs américain (mêmes raisonnements portant alors sur les corpuscules dont est faite sa farine).

La causalité🔗

La notion de cause, dont nous avons déjà dit quelques mots, a été classiquement interprétée de trois manières distinctes. Selon Hume elle n’implique aucun passage objectif entre la cause et l’effet, mais simplement une succession régulière et si nous éprouvons une impression subjective de connexion nécessaire ou même de [p. 613] production, c’est en vertu de la force de l’habitude ou de l’association que provoque cette succession constante. Selon Maine de Biran, il y a au contraire passage objectif entre la cause et l’effet, et même en certains cas un passage sensible, comme dans l’exemple privilégié de l’action propre ou volontaire, où nous sentirions passer l’impulsion conduisant de la cause (volonté) à l’effet musculaire. Pour le rationalisme, enfin (de Descartes à Kant, à Meyerson et à Brunschvicg), il y a passage objectif mais non sensible, car le lien causal est reconstitué déductivement par l’intelligence (causa seu ratio). Quant à la causalité perceptive découverte par Michotte, elle étend le domaine de la causalité à la perception elle-même mais elle ne peut s’interpréter, elle aussi, que selon les trois modes précédents, et en particulier selon le troisième (comme nous l’avons montré ailleurs), car on ne voit rien passer entre l’agent et le patient, et l’on perçoit seulement une résultante par compensations, dues alors à une composition de régulations perceptives et non pas naturellement à une déduction opératoire.

Ces trois modes d’interprétation de la causalité étant ainsi distingués, il est évident que c’est à la méthode génétique à nous renseigner sur celui qui correspond aux faits psychologiques (car l’association humienne, le passage sensible biranien et la reconstitution déductive ou perceptive, sont des hypothèses relevant des faits psychologiques).

I. — Au niveau sensori-moteur, on observe chez le nourrisson une évolution de la causalité qui est déjà très significative. Au point de départ, la seule causalité reconnue est celle de l’action propre, ce qui semble biranien, mais sans souci des contacts physiques et dans un contexte purement phénoméniste qui rappelle les analyses de Hume ; par exemple les mêmes procédés sont utilisés à quatre ou six mois pour secouer les objets suspendus au toit du berceau et pour faire durer un balancement constaté à deux mètres de celui-ci. Dans la suite, la causalité se spatialise (nécessité des contacts) et s’objective simultanément (délégation de la cause aux objets devenus permanents), se constituant ainsi sous une forme quasi physique en fonction de la structuration générale de l’espace, de l’objet et du temps, ce qui parle en faveur de la causalité par reconstitution intelligente.

[p. 614] II. — Après la constitution du langage, au niveau de la pensée ou de la représentation notionnelles, la causalité évolue selon un processus d’ensemble, qui rappelle les lignes générales de l’évolution précédente, mais avec tous les pouvoirs que la pensée et la formulation verbale ajoutent à l’organisation sensori-motrice. De trois ou quatre ans (âge du « pourquoi ») à six ou sept ans la causalité est, comme nous en avons déjà donné un exemple au premier paragraphe, essentiellement assimilation à l’action propre, d’où un mélange initialement indissociable de finalisme et de causalité efficiente, d’animisme et de phénoménisme, etc. Puis, par une décentration progressive, analogue à celle qui s’ébauche déjà au niveau sensori-moteur, mais avec cette différence que les opérations déductives complètent désormais l’organisation pratique, la causalité devient assimilation aux structures inférentielles : la liaison fondamentale selon laquelle l’effet gagne ce que perd la cause, en un système de transformations conservantes ou compensatoires, est ainsi comprise en analogie avec la construction déductive. On en a vu précédemment un exemple à propos de l’équilibre hydrostatique. C’est assez dire que, si, aux Stades initiaux, aussi bien représentatifs que sensori-moteurs, Hume et Maine de Biran semblent tous deux avoir partiellement raison (mais en se réfutant alors l’un par l’autre, comme le remarquait finement Brunschvicg), l’évolution de la causalité, dès ses Stades préscientifiques, s’oriente dans la direction de la reconstitution déductive, justifiant ainsi l’interprétation rationaliste qui semble s’imposer lorsque l’on situe l’élaboration génétique de la causalité dans le contexte des structurations opératoires spontanées (conservation, etc.). Quant à ce que devient la causalité, sur le terrain physique, nous verrons dans la conclusion de cette partie du volume en quoi l’histoire des idées s’accorde et se coordonne avec ce qu’en apprend l’examen de leur genèse.

Un cas remarquable de cette causalité par déduction du réel, c’est-à-dire par structuration de la légalité au moyen de compositions opératoires dues aux systèmes logico-mathématiques du sujet, est celui des formes qualitatives et purement spéculatives d’atomisme, telles qu’elles sont apparues chez les présocratiques un grand nombre de siècles avant toute expérimentation (et selon [p. 615] un schéma qui s’est conservé jusqu’au xix^e siècle et qui paraissait à A. Comte le modèle de ces représentations explicatives qu’il s’efforçait de combattre). Après que l’école de Milet eut substitué la conservation de la substance aux notions tirées des cosmogonies mythologiques, les schèmes de condensation et de raréfaction destinés à rendre compte de la variabilité des objets à partir de la substance unique ont conduit à l’idée, renforcée par la manière dont Pythagore concevait le nombre comme un atome spatial, que toute matière était composée d’éléments insécables, dont les compositions additives et géométriques expliquaient les propriétés visibles des corps. Or, ce sont ces mêmes compositions opératoires que l’on retrouve à l’état spontané et non pas réflexif chez l’enfant lorsqu’il parvient à constituer ses notions de conservation et à les appliquer à des transformations physiques telles que la dissolution du sucre ou le gonflement d’un grain de maïs avec la chaleur. Le sucre (après une phase de négation de toute conservation) étant alors considéré comme se conservant sous la forme de petits grains invisibles et la farine sous forme de grains de poudre, les opérations mêmes qui ont engendré l’idée de conservation conduisent à subordonner aussitôt à un système de compositions additives ces grains élémentaires, dont l’existence seule est déjà imposée par cette exigence opératoire de conservation. La somme des grains invisibles du sucre dissous équivaut à la substance totale du morceau avant sa dissolution, et de même pour le maïs avant et après sa dilatation. Mais ces grains, lorsque les conservations du poids et du volume ne sont point encore constituées, sont censés perdre de leur poids et abandonner tout volume dans le cas du sucre, ou augmenter des deux dans le cas du maïs (par délégation des propriétés globales apparentes aux propriétés de l’atome, comme dans le cas historique des atomes crochus ou lancéolés, etc.). Lorsque ces conservations s’élaborent à leur tour, les grains invisibles de sucre sont alors considérés comme fournissant, par composition additive, un poids total ou un volume total égaux à la somme initiale des parties. Dans le cas du maïs il s’y ajoute un schème de condensation digne des présocratiques : les granules élémentaires de farine conservent leurs poids et leurs volumes respectifs, [p. 616] mais, en s’écartant les uns des autres, aboutissent à une dilatation globale du grain de maïs ! Tous ces faits témoignent aussi d’une solidarité étroite entre les formes de la causalité, ici atomistique, et les modes de composition opératoire (conservation, composition additive et organisation spatiale).

Le hasard🔗

Dès les premières années de son existence, l’être humain doit faire face à des situations aléatoires et il s’y adapte par des comportements que l’on a souvent décrits en termes de « probabilités subjectives ». Mais autre chose est de tenir compte du hasard dans l’action proprement dite (par exemple ne pas désobéir trop complètement à un ordre, pour si jamais on est attrapé, mais le tourner quand même suffisamment au cas où ce que l’on fait demeure inaperçu), et autre chose est de comprendre sa nature et de s’en donner une notion adéquate. C’est de cette notion qu’il s’agira ici, et non pas du comportement comme tel, car il est spécialement intéressant pour l’épistémologie physique de constater que l’idée de hasard, elle aussi, ne se construit spontanément qu’en référence avec des cadres logico-mathématiques, alors qu’un examen superficiel de comportement pourrait faire croire qu’elle s’impose par simple effet cumulatif de l’expérience.

Le hasard, c’est le mélange ou, comme disait Cournot, l’interférence de séries causales indépendantes. L’aléatoire est donc essentiellement caractérisé par son aspect irréversible, donc non déductible dans le détail des événements, en opposition avec les séries bien ordonnées que la pensée peut dérouler ou reconstituer déductivement dans les deux sens. Or, l’intérêt de la genèse de l’idée de hasard est que, au niveau où l’enfant n’a pas encore atteint la réversibilité opératoire (absence de conservations, etc.), il n’est point apte à construire la notion du fortuit, faute précisément de référence à l’opération réversible, qui permet de dissocier dans le réel ce qui est déductible et ce qui résiste à la déduction en raison de mélanges ou d’interférences diverses.

[p. 617] Une expérience permet d’en juger d’emblée. On présente aux sujets une boîte rectangulaire légèrement inclinée vers un de ses petits côtés, où une dizaine de casiers (avec petites rainures les séparant) sont meublés de cinq perles blanches alignées, suivies de cinq noires successives. On annonce au sujet qu’on va faire basculer la boîte et que les perles sortiront ainsi de leurs casiers et se promèneront librement. La question est de savoir si en rendant à la boîte son inclinaison initiale les perles se retrouveront rangées comme au départ ou si elles se mélangeront. On peut demander en outre à l’enfant de dessiner les trajets des perles tels qu’il les prévoit. Or, aux niveaux antérieurs à toute opération réversible, les jeunes sujets demeurent réfractaires à toute idée de mélange irréversible : les perles reviendront chacune à sa place, ou si ce n’est pas le cas, les noires iront chez les blanches et vice versa, en un chassé-croisé régulier qui s’annulera ensuite par retour aux positions initiales ; ou encore si le mélange est constaté à l’expérience, il y aura ensuite « démélange » ! On pourrait voir en de telles affirmations une réversibilité proprement dite, qui contredirait ce que nous venons de dire du niveau préopératoire de ces sujets : mais la réversibilité consiste en un passage d’un état A à un état B aussi significatif que A avec retour de B en A, tandis qu’ici A est conçu comme un ordre permanent et B comme un désordre momentané, comparable à ce qu’Aristote appelait un « accident » par opposition à l’essence. Au niveau des opérations réversibles, le mélange est, au contraire, admis en tant qu’irréversible, en tant qu’état positif résistant à la déductibilité de détail.

Un jeu de pile ou face (jetons pourvus d’une croix d’un côté et d’un rond de l’autre) donne lieu aux mêmes constatations : pour les petits, tout devrait pouvoir être prévu, et lorsqu’on substitue à la collection initiale un sac de jetons pipés ne portant plus que des croix, ces sujets ne sont pas étonnés du résultat, tandis qu’après sept ou huit ans l’enfant se refuse à toute prévision et, lorsqu’il ne tombe plus que des croix, il répond aussitôt : « Ce n’est pas normal » ou « il y a un truc ». Dans le cas d’une boîte contenant un jeton blanc et deux rouges, si l’on demande aux jeunes sujets la couleur qui a le plus de chance de sortir en ne prenant qu’un seul jeton, ils [p. 618] répondent en général : « le blanc puisqu’il n’y en a justement qu’un ». Dès sept ou huit ans au contraire, il y a début de quantification de la probabilité.

En bref, l’idée de hasard n’est pas comprise tant qu’il n’y a pas d’opérations réversibles, par opposition auxquelles pourrait être construite la notion de séquences à interférences imprévisibles. Par contre, une fois élaborée une telle notion, sous une forme initialement négative, l’opération assimile en retour le hasard, sous la forme d’un calcul des cas possibles considérés en leur ensemble. Ce calcul, d’abord simplement additif puis (dès onze à douze ans) combinatoire, conduit alors aux notions de probabilité : distributions, mise en relation des cas favorables et des cas possibles, etc. Il s’ensuit toute une structuration du réel, complétant les structurations causales élémentaires décrites précédemment et fournissant le point de départ d’explications probabilistes dans les domaines où les séries causales interfèrent sans déduction possible des mélanges en leur détail. C’est ainsi qu’on obtient dès onze à douze ans une explication spontanée des effets de grands nombres, des fluctuations et même de certaines corrélations au sens statistique du terme (sous la forme de tables des contingences : AB et non A + non B plus fréquents que A sans B ou l’inverse).

Déduction et expérimentation🔗

Le progrès des structures opératoires dans la direction des opérations propositionnelles et d’une combinatoire (voir p. 388-390) ne conduit pas simplement, du point de vue de l’élaboration des notions physiques, à ce début d’attitude probabiliste à laquelle nous venons de faire allusion : il aboutit à toute une refonte des comportements expérimentaux du sujet et à la construction de nouveaux schèmes opératoires pouvant servir à l’interprétation des phénomènes.

C’est une chose remarquable, dans l’histoire des sciences, que le caractère très tardif de la constitution des méthodes expérimentales, par opposition aux conquêtes beaucoup plus rapides dues à la déduction et même [p. 619] à l’axiomatisation. Ce phénomène général, qui comporte à lui seul toute une épistémologie et clairement défavorable aux interprétations empiristes, se retrouve avec une clarté particulière dans le cas du développement des structures logico-mathématiques et des notions physiques chez l’enfant. Il est vrai que l’école (mais ce n’est pas pour rien, car les programmes officiels suivent toujours la pente de la plus grande facilité du point de vue de l’adulte) enseigne en général tout, sauf précisément l’expérimentation active et authentique. Il est d’autant plus intéressant d’étudier comment s’y prend l’enfant lui-même, aux différents niveaux de son évolution.

Or, cette expérimentation spontanée, qu’il est facile d’analyser en des situations organisées à cet effet, évolue d’une façon étroitement solidaire des structures opératoires dont dispose le sujet. La règle essentielle de toute expérimentation consiste à dissocier les facteurs en jeu et à les faire varier à tour de rôle en neutralisant les autres. Pour examiner le comportement d’un enfant, à cet égard, on lui fournira, par exemple, un dispositif permettant d’observer la flexibilité de tiges variant selon les longueurs, les épaisseurs, les formes de section, etc., et l’on demandera (1) de dégager les divers facteurs possibles, mais surtout (2) de prouver que les facteurs invoqués jouent bien un rôle. On s’aperçoit alors de ce fait fondamental que la dissociation des facteurs et la règle « toutes choses égales d’ailleurs » sont bien atteintes spontanément par le sujet, mais seulement au niveau des opérations propositionnelles ou hypothético-déductives et en fonction exclusivement de l’emploi de la combinatoire inhérente à une telle logique.

Au niveau préopératoire (avant sept ans) il va de soi qu’il n’y a aucune expérimentation dirigée : l’enfant manipule avec intérêt le dispositif, observe mais ne parvient à aucune interprétation consistante. Au niveau des opérations « concrètes » par contre (sept à onze ans), il applique aux objets les opérations dont il dispose : classifications, sériations, correspondances sérielles (plus long, plus flexible, etc.), mais de proche en proche, toujours dans le même sens, sans analyse rétroactive, et sans aucune dissociation des facteurs faute de combinatoire. Un enfant de neuf ans nous dit, par exemple, que la longueur joue un rôle, mais, pour le prouver, il [p. 620] présente une tige longue et mince et une autre courte et épaisse parce qu’ainsi, dit-il, « on voit mieux la différence ». Un tel comportement montre bien qu’il a aperçu deux facteurs distincts (ce n’est donc pas par ignorance du contenu qu’il raisonne de cette manière) mais sans comprendre que leur cumul enlève toute valeur à la preuve cherchée : c’est donc, en de tels cas, le défaut de structuration formelle qui retarde l’expérimentation systématique, au profit de l’expérience immédiate.

Au contraire, lorsque sont élaborées les opérations propositionnelles (implication, disjonction, incompatibilité, etc.), avec leurs structures de combinatoire et de groupe INRC (voir premier paragraphe), deux nouveautés s’ensuivent. La première est que, au lieu d’aller sans cesse de l’avant par mise en correspondances globales, le sujet, devenu capable de raisonner sur de simples hypothèses, se livre à quelques tâtonnements puis les arrête pour réfléchir rétroactivement et faire l’inventaire des hypothèses possibles. Après quoi, il fait varier les facteurs un à un en neutralisant les autres, par élimination ou en les maintenant constants. Or, cette double conduite suppose la mise en œuvre d’une même combinatoire mais portant soit sur les idées (opérations propositionnelles) soit sur les objets (combinaisons des facteurs) : dans les deux cas, il s’agira par exemple de comprendre que la combinaison x et y, non x et y, et x et non y mais avec exclusion de x et non y, prouve que x implique y tandis que la combinaison x et y ou x et non y prouve que x est indépendant de y ; etc. La structuration même de l’expérimentation suppose donc une logique, ce qui va de soi, mais une logique particulière qui est pour ainsi dire à la seconde puissance ; elle consiste, en effet, en opérations sur des opérations, puisqu’une combinatoire est une classification de toutes les classifications (c’est pourquoi d’ailleurs, sa construction finit par s’imposer par extension des opérations concrètes du niveau précédent) et qu’un système de permutations est une sériation de toutes les sériations, etc.

Mais la logique des propositions comporte aussi un groupe INRC coordonnant les inversions N et les réciprocités R en un système commutatif (où C = RN, etc.). Or joint à la combinatoire ce groupe engendre un ensemble de schèmes opératoires nouveaux qui vont [p. 621] renforcer cette structuration de l’expérience physique amorcée de la manière que l’on vient de décrire.

L’un de ces schèmes est celui des proportions, qui débute sous une forme logique ou qualitative (I/R = C/N avec égalité des produits croisés IN = RC) avant de devenir numérique ou métrique. Il est remarquable que dans toutes les situations impliquant une proportionnalité (relations entre poids et distances sur les fléaux d’une balance, entre grandeurs et distances dans la projection des ombres, entre espaces et durées pour deux vitesses égales, entre les cas favorables et possibles pour deux probabilités égales, etc.), le sujet, indépendamment de tout enseignement scolaire des proportions, parvient par voie logique à un schème de proportionnalité avant d’introduire les mesures. Or, comme il intervient alors deux variables en jeu, dont la valeur de chacune peut être augmentée (I) ou diminuée (N) et que ces variations se compensent de l’une des variables à l’autre (R) ou se renforcent (C), une telle compréhension suppose la coordination de quatre transformations (INRC).

Il en est de même partout où interviennent deux systèmes de référence, comme dans les problèmes de mouvements relatifs ou de vitesses relatives : juger par exemple, le nombre de cyclistes (s’ils défilent à la même vitesse et à la cadence d’un par unité de temps) que verra un observateur selon qu’il est immobile ou qu’il se déplace dans la même direction que les cyclistes ou en sens contraire. De tels problèmes insolubles avant les opérations INRC sont aisément dominés dès onze ans en moyenne : « C’est comme si les vélos allaient plus vite », dira par exemple le sujet dans le cas supposé où l’observateur va à leur rencontre.

Au total, ces diverses données psychogénétiques conduisent à deux conclusions. La première est que les vérités physiques les plus élémentaires comme la permanence des objets, la conservation des quantités, les notions cinématiques, la causalité ou le hasard ne sont point évidentes à tous les niveaux de développement et ne s’imposent nullement par une prise de contact immédiate avec l’« expérience ». La seconde est que l’expérience et surtout l’expérimentation ne se structurent de façon rationnelle qu’en fonction des activités du sujet, dans la mesure où celles-ci parviennent à se [p. 622] décentrer par rapport à l’action propre et à se coordonner en structures opératoires de nature déjà logico-mathématique, la vérité physique étant toujours relative à un tel cadre logico-mathématique en dehors duquel non seulement aucune interprétation mais encore aucune constatation objectives ne sont possibles.

Bibliographie🔗

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