Causalité
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Le principe de causalité est un principe rationnel, axiome de la pensée. Il s’énonce en deux points fondamentaux :
- tout phénomène a une cause
- dans les mêmes conditions, la même cause est suivie du même effet.
Contrairement à ce que suggère le sens commun, le principe de causalité n’est pas confirmé par l’expérience, mais c’est un principe non réfuté, par exemple en chimie, ainsi qu’en physique au niveau macroscopique.
Les systèmes complexes n’en permettent pas la vérification aussi simple.
- quand ils comprennent beaucoup de boucles de rétroaction: un être humain réagit différement à une demande selon le nombre de demandes précédentes.
- quand ils font appel à un très grand nombre de facteurs, même sans rétroaction: c'est de là que provient la limite des prévisions météorologiques (voir théorie du chaos).
Le principe de causalité, dans son acception unilinéaire classique (une cause, un effet), est applicable aux sciences naturelles (dites dures), mais se trouve difficilement applicable aux sciences sociales et humaines. Cela ne remet en rien le principe de causalité dans son ensemble, l'étude de ces disciplines encourage plutôt la conceptualisation de la causalité sous d'autres formes : champ causal plutôt que ligne isolable de causalité, action réciproque (cause comme effet de l'effet, notion de boucle de rétroaction) plutôt que dichotomie cause/effet.
Mais partout où ces systèmes sont analysables en termes de composants physiques macroscopiques et chimiques, sa validité, sous sa forme classique, ne prête pas à une mise en cause. En effet, si les composants sont déterminés et qu’aucune autre influence ne joue, alors le composé ne peut être indéterminé sans contradiction. (voir démon de Laplace)
Sommaire |
[modifier] Historique du principe
[modifier] En physique newtonienne
La physique classique admet le principe sous sa forme la plus forte, celle indiquée en haut de la page.
[modifier] Thermodynamique
La thermodynamique statistique ne permet pas toujours de percevoir les causes. On admet leur existence et l'impossibilité de les faire apparaître dans les équations.
[modifier] Relativité
La relativité restreinte a introduit de nouvelles formules de changement de référentiel galiléen. Elle met en évidence qu'il existe une vitesse causale indépassable, faute de quoi dans certains référentiels l'effet aurait lieu avant la cause. La relativité exige précisément que le principe de causalité soit respecté dans tous les référentiels galiléens.
Il faut introduire une formulation plus forte: "tout effet a une cause et la cause précède l'effet dans tout référentiel galiléen, et même la précède d'un délai au moins égal à la durée nécessaire pour aller du lieu de la cause au lien de l'effet à la vitesse causale."
L'étude dynamique montre que la vitesse causale est également la vitesse des particules de masse nulle, en particulier de la lumière. Cela dit la notion de vitesse causale ne serait pas abolie si la lumière elle-même n'atteignait pas cette vitesse.
[modifier] Physique Quantique
Aux dimensions concernées par la mécanique quantique, la validité du principe est plus difficile à établir, car des expériences en apparence identiques donnent parfois des résultats différents; les résultats ne sont prévisibles que sous forme de probabilités. (bien que selon des probabilités, elles, tout à fait strictes). Une partie des physiciens, dont Einstein, Podolsky et Rosen, n'acceptaient pas l'idée d'une physique microscopique indéterministe et ont cherché à attribuent l'aspect probabiliste de la mécanique quantique à l'existence de variables cachées que l’on pourrait identifier un jour. Ils ont alors conçu en 1935 l'expérience de pensée du paradoxe EPR comme un test pour mettre en évidence l'existence de variables cachées locales. Le résultat des expériences d'Alain Aspect réalisées en 1981 et 1982, soit près de 50 ans après la conception du paradoxe, exclu finalement l'intervention de variables cachées locales. Il est toujours possible d'imaginer contourner les conclusions de l'expérience d'Aspect en introduisant l'existence de variables cachées non-locales mais la localité est un des principes fondamentaux en physique qu'il est très difficile d'abandonner. En définitive il existe aujourd'hui un consensus dans la communauté scientifique pour dire que la mécanique quantique est essentiellement indéterministe.
L'expérience d'Alain Aspect a mis à mal notre conception de la causalité en termes d'événements, causes et effets, suivant un ordre temporel linéaire. Cela dit, le mécanisme d'Aspect ne permet d'envoyer dans le passé (ni de faire voyager plus vite que la lumière) ni information, ni énergie.
Hugh Everett propose quant à lui que tous les résultats possibles d'une mesure soient réalisés dans des univers différents. Cette hypothèse porte en anglais le nom de many-worlds ou many-minds (voir David Deutsch).
Finalement dans la version relativiste de la mécanique quantique qui est la théorie quantique des champs, le principe de causalité est réduit à l'interdiction de l'existence de corrélations entre des observables locales situées en des lieux séparés par un intervalle d'espace-temps de genre espace. Autrement dit, si deux expériences sont effectués en des lieux séparés physiquement et sur un intervalle de temps plus court que le temps nécessaire à la lumière pour relier ces deux lieux alors il ne peut y avoir de correlation quantique entre les résultats de ces deux expériences.
[modifier] Cosmologique
Dans le modèle standard de la cosmologie, qui est basée sur la relativité générale, et qui pour le moment admis (2006), l’origine de l’espace et du temps est le Big bang. Il n’y a donc pas lieu de se demander si celui-ci a une cause dans le cadre de ce modèle. Il « est », tout simplement.
En revanche, cela n’empêche pas de se demander s’il a une raison, ce qui est différent d’une cause puisque ne faisant pas intervenir le temps (voir implication); car après tout si un big bang arrive, cela indique bien que les lois de la nature en autorisent l’existence d’une manière ou d’une autre, et en ce cas tout aussi bien d’autres univers éventuels (voir principe anthropique)réf. nécessaire.
Certains physiciens comme Gabriele Veneziano, un des fondateurs de la théorie des cordes, travaillent sur des modèles, tel le modèle du pré-Big Bang[1][2], dans lequel le big bang constituerait un évènement physique comme un autre, et dans lequel il pourrait même se dérouler plusieurs big bangs, chacun résultant par exemple de la collision entre deux branes. Néanmoins ce modèle souffre encore de difficultés[3] et ne receuille pas l'adhésion d'un grand nombre de cosmologistes.
Andreï Linde, l'un des fondateurs de la théorie de l'inflation cosmique sur laquelle est basée en partie le modèle standard de la cosmologie, imagine quant à lui[4] la possibilité d'un univers bien plus vaste que la région de l'univers observable qui nous est accessible et dans lequel de nombreuses régions causalement déconnectées seraient suceptibles de connaître des big bangs. Cependant il est difficile d'extraire de cette dernière conclusion des éléments permettant de vérifier un tel scénario, même si l'hypothèse de l'inflation cosmique pour notre univers primordial est, elle, très bien vérifiée par les observations.
[modifier] Épistémologique
Le « dans les mêmes conditions » pose un problème de signification, car si l’on fait deux fois ce qui semble être la même expérience, quelque chose en différera nécessairement
- soit en terme d’espace (l’expérience est faite ailleurs)
- soit dans le temps (elle est faite à un autre moment)
On devrait donc pour être plus précis préciser en quels termes de symétrie les conditions seront réputées être les mêmes. Voir Relativité, Théorème de Noether.
cependant, n'oublions pas que cause est, pour pascal, associée à la foi, au coeur, à l'intuition, à l'évidence même de notre fond de pensée et cela relève d'une certaine réflexion en soi.
[modifier] Conséquences
On admet le principe de causalité en physique, sous sa forme adaptée à la physique quantique et à la relativité, à savoir "quand deux événements ont une relation de cause à effet, la cause précède l'effet dans tout référentiel galiléen, et même la précède d'un délai au moins égal à la durée nécessaire pour aller du lieu de la cause au lien de l'effet à la vitesse de la lumière."
Il faut alors admettre que certains rêves sont interdits:
- On ne peut remonter le temps (même quand on ne crée pas de paradoxe temporel, le voyage dans le temps contredit la causalité)
- Pour la même raison, la précognition est impossible
- Le temps doit être représenté comme une droite, pas un cercle (le principe n'ayant plus de sens si le passé et le futur se rejoignent)
Bien entendu, cela n'interdit pas de faire des prévisions en se basant sur les informations du présent (la météorologie ne repose pas sur des visions mystiques). Cela ne contredit pas non plus les récits mythologiques comme celui d'Œdipe, car les oracles sont dans ce cas des révélations des dieux quant à leurs projets et non des visions du futur.
[modifier] La causalité selon Aristote
On parle aussi de causalité dans la philosophie d'Aristote, mais pas dans un sens logique de cause/effet.
Il s'agit d'identifier les raisons pour lesquelles on fait quelque chose…
D'où les 4 causes : matérielle, formelle, motrice, finale.
- Article détaillé : Les 4 causes.
[modifier] Voir aussi
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