Le Caractère Opérationnel duTemps


       

An excerpt from the thesis written in 1962 by Gilbert Scott Markle, in partial satisfaction of the degree requirements attaching to the Doctorat d'Université offered by the University of Paris. Markle was at the time a Fulbright scholar.

Editor's Note: 

 

PREFACE

    ... un objet doit nécessairement toujours pouvoir être l'objet d'un sujet; la réalité est, en fait, la totalité des rapports entre le sujet et l'objet, entre l'homme et les choses." [K.. F. von Weizsacker]

    "... le concret n'est tel que par l'abstrait." [Léon Brunschvicg ]

     Le but de ce travail sera d'analyser le concept physique de "temps" selon les principes généraux du positivisme logique; c'est-à-dire de formuler une notion physiquement cohérente de la durée en termes d'opérations réalisables. L'ensemble de ces opérations et leurs limites respectives constituera pour nous "le caractère opérationnel du temps".

    Ce n'est pas l'objet de ces pages, et nous y insistons, que de présenter une défense rigoureuse de l'empirisme logique ou, ce qui revient au même, de la "conception positiviste" de la physique contemporaine. Loin d'être disposés à un tel projet, nous accepterons les tentatives du positivisme logique plutôt comme point de départ. Seulement quelques paragraphes de cette préface seront consacrés à la description de ces principes.

    Les fondements de la méthodologie opérationnelle ou positiviste peuvent être éclairés et défendus en se référant au "schisme linguistique" qui a caractérisé la pensée moderne depuis les Grecs. Nous voyons clairement, en remontant les siècles, que tout esprit occidental a subi l'influence inévitable d'une certaine rubrique qui, en l'absence d'une qualification plus juste, a porté le nom de "dualité sujet-objet".  Admettant toujours l'exception des philosophies de l'Est, et surtout celle du Zen Boudhisme, nous remarquons dans toutes les conceptions rationalistes de l'univers une "polarisation épistémologique" qui consiste en des références, plus ou moins explicites, soit à la "chose-objet" qui "existe" à l'extérieur du penseur, soit à la "chose-sujet" qui fait partie de son esprit unitif intérieur. En utilisant cette bifurcation linguistique arbitraire, les savants contemporains, ainsi que leurs prédécesseurs ont pu "expliquer" un monde "extérieur" au terme d'une activité rationaliste qui, selon eux, appartenait proprement à leurs sensibilités "intérieures".  De cette manière, la gamme d'entités concevables pour l'esprit humain se divise en deux catégories générales a les "présentations extérieures" qui sont les objets eux-mêmes, et les "représentations intérieures" qui constituent leurs images subjectives respectives. Une correspondance exacte entre présentation et représentation est parfois possible, de telle sorte que nos "idées" et nos "réflexions" sur la "réalité" prennent une signification utilisable et fructueuse.

    "Rien n'est plus utile à ceux qui écrivent, même sur des sujets moraux, politiques et physiques, que de distinguer entre raison et expérience (sujet et objet) et de supposer que ces deux espèces de preuves diffèrent entièrement l'une de l'autre. La première est prise pour le résultat de nos seules facultés intellectuelles qui, considérant a priori la nature des choses et examinant les effets qui résultent nécessairement de leur opération, établissent des principes particuliers de science et de philosophie. La seconde, suppose-t-on, dérive entièrement des sens et de l'observation, qui nous apprennent les conséquences effectives de l'opération d'objets particuliers; c'est ainsi que nous devenons capables d'inférer ce qui en résultera dans l'avenir..." [Hume, D.]

    La science surtout demeure dans une certaine mesure esclave de cette polémique récurrente d'objet-sujet. Pour elle, le but est toujours de décrire et de prévoir les évènements "objectifs" qui constituent le cadre d'expériences observables au moyen d'outils "subjectifs" qui font partie de l'esprit rationaliste. "La tâche de la science, commencée depuis des millénaires, est de poursuivre une adaptation de plus en plus précise de notre esprit à la réalité, de construire une représentation de plus en plus adéquate du monde qui nous entoure..."  [Langevin, P.]

    La validité, ou bien la commodité d'une telle représentation subjective du monde objectif est confirmée ou infirmée dans la science par "la méthode scientifique", c'est-à-dire par les expériences de l'observateur faites sur une région limitée de son milieu.

    Suivant notre terminologie, nous pouvons dire que, pour la science, l'objectivation de la prise de conscience du monde extérieur est essentiellement un rapprochement figuratif de l'objet (la chose aperçue) et du sujet (la chose pensée) par l'intermédiaire d'une "opération d'identification"; "le projet". Ce projet prend toujours la forme d'une mesure. "Au-dessus du sujet, au-delà de l'objet immédiat, la science moderne se fonde sur le projet. Dans la pensée scientifique, la méditation de l'objet par le sujet prend toujours la forme du projet". [Bachelard, G.] Cette opération, le projet, doit être physiquement réalisable; elle constitue l'expérience de vérification qui lie les objets aux sujets.

    La science, en un mot, présume implicitement l'existence de l'objet et du sujet. Elle les identifie les uns aux autres au moyen d'une opération de mesure qui est le projet. Ainsi elle reflète d'une façon claire et univoque la "bifurcation de la pensée occidentale". 

    L'efficacité de la science moderne, c'est-à-dire sa capacité de décrire et de prévoir les phénomènes, est une conséquence directe des procès du rapprochement théorique entre l'objet et sujet au moyen d'un projet opératoire. Si l'on a mal tiré l'image subjective des expériences, si l'on a mal identifié le sujet pensé à l'objet mesuré, les prévisions ne s'effectueront pas — la théorie physique à laquelle la dualité sujet-objet correspond ne sera plus applicable, avec fruits, au cadre expérimental. "Tant qu'on n'a pas réalisé le double ancrage dans le monde du sujet et dans le monde de l'objet, la pensée n'a pas trouvé les racines de l'efficacité". [Bachelard, G.]

    Il faut vraiment connaître les définitions effectives (les rapports objets-sujets) de nos concepts physiques, ainsi que les opérations (les projets) qui les finissent et les limitent.  M. Zimmerman, savant américain, a bien souligné ce besoin. "Les concepts à la base de la science physique n'ont pas vraiment des significations absolues... elles changent pour mieux expliquer et décrire nos expériences qui se trou­vent toutes, parait-il, au monde "extérieur". Ces concepts font partie intégrale de nos connaissances intuitives, et tou­te autre explication d'expériences exigerait certainement des termes encore moins clairement définis et encore moins compréhensibles à l'esprit humain..." [Zimmerman, E.J.]  Cela n'enlève pas la nécessité d'une compréhension verbale exacte de ces concepts rudimentaires. Au contraire, le fait que toute autre description linguistique de nos expériences serait encore plus abstraite et plus éthérée nous oblige à préciser le plus complètement possible les seuls termes que nous avons à notre disposition, ainsi que leurs limites d'extrapolation et d'interprétation. Strictement conçue, c'est l'analyse des limites interprétatives des termes scientifiques qui constitue la charge etla raison d'être du positivisme logique.

    En pratique, cette analyse se fonde sur l'inspection discursive du "projet" ou de l'opération de mesure qui lie l'objet à son sujet. Une "définition opératoire" est donc simplement une spécification verbale d'opérations ou de projetsréalisables qui lient la chose-mesurée à la chose-pensée, et qui définissent en même temps un concept physique correspondant. Une spécification des limites entre lesquelles les opérations de mesure sont physiquement concevables est toujours comprise dans cette définition.

    Les démarches du positivisme logique n'aboutissent jamais aux constats concernant le caractère métaphysique de l'objet ou du sujet; elles s'occupent uniquement du "caractère opérationnel" du concept défini par la description précise d'un projet. Selon Bridgman, savant américain qui fut un des premiers à vulgariser le point de vue positif,  "le caractère opérationnel de tout concept scientifique est établi par les opérations physiques qui constituent sa mesure". [Bridgman, P.W.]

    Le role du point de vue positif dans les sciences actuelles est souvent malinterprété dans la mesure où on lui attribue un dialogue métaphysique.Par exemple, il est sou­vent constaté que la méthodologie opérationnelle ne peut que fournir une description partielle et superficielle de l'univers ; qu'il doit y avoir des réalités existentes qui, par leur nature propre, ne sont pas susceptibles d'une vérification opératoire. L'insistence sur une série d'opérations pour définir un concept physique, poursuit-on, implique forcément une négation effective du cadre ultime réaliste, dans lequel les objets existent indépendants de toute observation et mesure. Le positivisme logique, selon ce genre de critique, consiste simplement en une spécification des limites restrictives — murs logiques qui entourent arbitrairement la pensée créatrice en la bornant aux régions d'une vérifiabilité absolue. Dans cette perspective, les démarches d'une analyse positive s'en chainent automatiquement et d'une façon dépourvue d'importance absolue, une fois que ces limites sont précisées;  l'allure de la méthodologie opérationnelle est simplement la cohérence simple et locale d'un système de conditions initiales, toutes spécifiées avec une rigidité restrictive et superflue. Ces critiques, malgré leur popularité, sont largement incorrectes, ou, du moins, inapplicables a la méthodologie opérationnelle que nous postulons et défendons dans ce travail. Proprement conçu, le positivisme logique n'infirme ni ne confirme l'hypothèse d'une réalité absolue d'objets ; il ne se permet pas d'exprimer quelque remarque concernant ces questions qui, dans le fond, appartiennent complètement à la métaphysique pure. Ce que le positivisme logique affirme, c'est la nécessité d'une compréhension verbale exacte des définitions existantes. Le fait que toute définition physique est, en réalité, fondée sur une série d'opérations, exige, par la suite, que l'analyse positive s'adresse discursivement à ces "projets" de mesure.

    Il est peut-être vrai qu'une compréhension exacte d'une série d'opérations de mesure, ainsi qu'une compréhension des limites d'extrapolation associées à ces opérations, résulte en un concept physique qui est moins passionnant intuitivement qu'un autre dont la définition ignore l'enracinement dans le cadre d'expériences réelles et possibles. Néanmoins la définition opérationnelle est, dans la physique contemporaine, un fait indiscutable;  elle existe et elle est limitée par certaines conditions infranchissables. Le positivisme logique présente pour la pensée moderne une valeur importante dans la mesure où il met ces conditions en évidence.

    M. Clémence, un astronome actuel, nous suggère une perspective intéressante à cet égard: 

    "It is well known by this time that the operational approach to science has been exceedingly fruitful, the special theory of relativity being perhaps the out­standing example of a contribution to knowledge that resulted from consideration of the actual operations performed by scientists... the operational approach is, in practice if not in definition, to some extent a matter of degree. We may describe operations that actually have been performed, or operations that could easily be performed but have not been, or operations that could be performed only with great effort, or operations that cannot be performed. Among the last we may further distinguish operations that may sometime become possible and those that will not. At one end of the scale we are always sure of our ground but find it difficult to extend our horizon; at the other the horizon becomes boundless but there is nowhere to stand. It is at the latter end that many of the silly questions of students, as well as most of the famous paradoxes of science originate." [Clemence, G.M.]

    La méthodologie opérationnelle, elle aussi, a ses limites extrêmes d'application. Nous affirmons de nouveau cependant que sa valeur intrinsèque reste importante et nécessaire, et que c'est grace à ses démarches qu'un "moment arrive où les définitions latentes dans les postulats d'une théorie se révélent pour ce qu'elles sont". [Costa de Beauregard, O.]

    Nous proposons d'analyser le concept de "temps physique" selon les exigences du positivisme logique. Notre analyse suivra, à peu près, le plan suivant:

    Nous étudierons d'abord les qualités du temps qui le rendent susceptible de mesure, essayant de dégager ses caractéristiques des "Fondements de l'Expérience Temporelle". Dans ce premier chapitre nous nous adresserons aux racines psychologiques de notre situation perceptuelle, en tentant toujours d'en tirer une formulation opérationnelle des notions temporelles. Les faiblesses possibles de notre méthodologie positive se présenteront dans ces pages, où le temps physicien prendra son objectivation unique en termes de mouvements observables réguliers. A cet égard l'auteur est reconnaissant aux conseils de M. René Poirier, qui a mis en lumière les limitations associées à une telle interprétation.

    En s'appuyant sur les conclusions du premier chapitre, nous continuerons en second lieu avec une analyse de plusieurs mesures de temps ("Les Définitions Opérationnelles du Temps"), distinguant entre les échelles physiques différentes auxquelles se produisent les "phénomènes régulatifs" des horloges considérées. D'une telle manière on établira le concept d'un "temps ordinaire",  produit d'opérations réalisables et équivalentes aux échelles astronomiques, macroscopiques et microscopiques.  En dépit de l'apparente opposition de ces idées à celles de M. Costa de Beauregard, elles s'en sont néanmoins considérablement inspirées. 

    Le troisième chapitre sera titré "Le Temps Astronomique".  Ici nous nous attacherons aux questions qui concernent la spécification d'opérations pour définir le temps dans un lieu éloigné du notre par une grande distance. La question de la "simultanéité d'évènements" sera soumise à la critique positive, ainsi que celle concernant le caractère "spatial" souvent attribué au temps conçu au niveau "cosmique".  Nous verrons que notre "temps ordinaire" ne peut être généralisé aux échelles astronomiques qu'avec une méfiance extrème parce que les opérations précisées à l'échelle "ordinaire" pour définir le temps physique seront peu applicables au dehors de leurs limites propres.

    Nous passerons ensuite aux difficultés correspondant à l'échelle microscopique. Nous verrons d'après les travaux de Wigner & Salecker qu'une montre atomique ne peut jamais satisfaire en même temps les conditions de petitesse et de précision, et que cette limitation est beaucoup plus grave que les relations d'incertitude ne l'indiquent. Cela nous suggèrera l'impossibilité opérationnelle de vérifier l'existence d'une "atomicité" du temps, aussi bien que la nécessité de certaines limites à l'échelle microscopique entre lesquelles toute définition positiviste du temps doit être confinée.

    Finalement, nous serons amenés à conclure que le temps,selon sa définition opératoire adoptée au début du discours, n'occupe qu'un rang macroscopique-limité, et qu'il est dépourvu de sens démontrable au dehors des frontières exactes de cette définition originelle. Nous verrons qu'on ne peut réussir une extrapolation de la notion ordinaire de la durée ni à l'échelle astronomique, ni à l'échelle microscopique, simplement parce que, dans ces domaines éloignés de l'expérience humaine, l'opération qui définit le concept originel n'est plus réalisable.

    L'auteur est très reconnaissant des efforts et de la gentillesse de sa conseillère, Madame M. A. Tonnelat, qui a enrichi ces pages de corrections nombreuses et de perspectives intéressantes.

    C'est grace à une bourse Fulbright du gouvernement américain que ce travail a été rendu possible.

 


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