Icone social AHP

Caractériser la robustesse des sciences après le « tournant pratique » en philosophie des sciences / Characterizing the Robustness of Sciences after the 'Practical Turn' of Philosophy of Science

Jeudi 26 juin 2008 - 09:00 - Vendredi 27 juin 2008 - 18:00
nancy - France
Argumentaire: 

 

Les disciplines dont le statut de science n’est pas contesté, notamment la physique, se distinguent par ce que l’on décrit communément comme l’« efficacité », la « fiabilité » ou la « solidité » de leurs accomplissements théoriques, expérimentaux ou techniques. En philosophie des sciences, on parle aujourd’hui souvent de « robustesse ».

Au premier abord la robustesse paraît incontestable, et sa nature intuitivement claire. Pourtant ce qui est en jeu s’avère l’examen difficile à caractériser. Qu’est-ce exactement qui fait la robustesse de la physique ? Comment la robustesse est-elle historiquement générée et améliorée ? Que signifie qu’un résultat scientifique ou un état de développement scientifique est « plus robuste » qu’un autre ? Derrière ces questions, se profilent des enjeux épistémologiques cruciaux. Rien moins que la nature de la science et sa spécificité par rapport à d’autres pratiques humaines ; la nature de la rationalité et du progrès scientifiques ; et la prétention de la science à la vérité.

Du point de vue de ces questions, les contributions de William Wimsatt constituent une référence fondamentale. Cet historien et philosophe de la biologie a en effet, dans un article séminal publié en 1981, introduit en philosophie des sciences, à côté de l’usage vague assez commun du terme de robustesse, un emploi plus spécifique et technique qui, tout en perpétuant l’association commune avec les idées de solidité, de fiabilité et d’efficacité, est coordonné à une caractérisation plus précise. Dans cet article, la robustesse est définie comme l’utilisation de « moyens multiples de détermination » pour « trianguler » l’existence et les propriétés d’un phénomène, d’un objet ou d’un résultat. L’idée est qu’un objet quelconque (objet sensible, phénomène physique, résultat expérimental…) qui reste suffisamment invariant sous plusieurs dérivations au sens large du terme (moyens d’identification, modalités sensorielles, processus de mesures, tests, modèles, niveaux de description…), doit sa solidité (i.e. sa robustesse) à cette situation, et peut être dit d’autant plus robuste qu’il se trouve à l’intersection d’un nombre plus élevé de dérivations indépendantes.

Historiquement le problème de la fiabilité de la physique s’est tout d’abord posé, en philosophie des sciences, comme un problème de relations entre énoncés. Cette conceptualisation a été assez profondément modifiée dans le cadre du dit « tournant pratique » pris par les études sur les sciences à partir des années 80. Ce tournant a conduit à intégrer à la caractérisation des sciences des aspects jusque là ignorés ou négligés car tenus pour anecdotiques : aspects tacites opérant dans les pratiques ; savoir-faire et habiletés ; normes et standards locaux présidant à l’obtention d’un résultat ; processus d’acquisition et de transmission de ces capacités et valeurs ; ressources matérielles et instrumentales, géométrie du laboratoire et faisabilité concrète à court terme sur la base de ces données ; voire ressources financières disponibles, position institutionnelle, pouvoir de conviction auprès des pairs, des décideurs, des sponsors ou de tout autre instance susceptible d’avoir une influence sur le cours des pratiques.

La question de la fiabilité scientifique s’en est trouvée déplacée et complexifiée. Ceci, dans la mesure où le réseau des éléments qui « tiennent bien ensemble » et constituent la « robustesse » n’est plus simplement un réseau d’énoncés. A prendre les pratiques scientifiques comme point de départ, la physique apparaît comme un processus de ‘mise en consilience’ d’items extrêmement divers. Les praticiens cherchent à articuler le plus fortement et harmonieusement possible un maximum d’ingrédients (notamment expérimentaux et théoriques), et parfois y parviennent : émergent alors de bonnes co-stabilisations, des sortes d’unités holistiques qui manifestent une certaine qualité de stabilité et d’autonomie, et que l’on peut décrire comme «systèmes clos» (Hacking) ou comme «symbioses scientifiques» (Pickering). C’est en référence à de telles unités, à leur stabilité et à leur relative autonomie comme unité, que doit être pensée la robustesse des sciences. Car si les usages invoquent communément la robustesse de tel ou tel résultat particulier considéré isolément, la robustesse de ce résultat s’avère toujours à l’examen redevable d’une multitude d’autres éléments avec lesquels ce résultat se trouve lié, ou s’est trouvé lié, dans les pratiques scientifiques. De sorte qu’in fine, la robustesse d’un élément renvoie toujours à un réseau d’éléments interconnectés.

Ceci étant admis, toute la difficulté consiste à élaborer une caractérisation fine et opérante de la nature, et du processus dynamique de constitution, des entités réticulaires susceptibles d’être mises en jeu. Tel est précisément l’objet du colloque international de juin 2008, lui-même point d’aboutissement d’une année de recherche collective consacrée au sujet.

 

Le colloque sur la robustesse constitue la première étape charnière du projet de recherche collectif et international, piloté par Léna Soler, intitulé «Etudier les sciences sous l’angle des pratiques scientifiques». Le Comité Scientifique du colloque comprend tous les membres du groupe de recherche – plus quelques autres personnes.

Comité scientifique

  • Catherine Allamel-Raffin (Maître de conférences en épistémologie et histoire des sciences à l’Université Louis Pasteur – Strasbourg 1, Membre de l’Irist-Gersulp EA 3424 – Strasbourg)

  • Mieke Boon (Associate Professor en philosophie des sciences et des technologies, Université de Twente. Membre du Center for Philosophy of Technology and Engineering Science (CEPTES) du département de philosophie de l’université de Twente. Co-fondatrice de la Society for Philosophy of Science in Practice – Twente, Pays-Bas)

  • Catherine Dufour (Chargée de Recherches au Laboratoire de Physique des Matériaux, UMR 7556 – Nancy).

  • Bas van Fraassen (Professeur de philosophie à l’université de Princeton – USA)

  • Gerhard Heinzmann (Professeur de philosophie à l’université Nancy 2. Membre des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy).

  • Ralf Krömer (Post-doctorant aux Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Isabelle Peschard (Post-doctorante au département de philosophie de l’université de Twente, Pays-Bas. Membre de la Society for Philosophy of Science in Practice – Twente, Pays-Bas)

  • Roger Pouivet (Professeur de philosophie à l’université Nancy 2. Directeur des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Léna Soler (Maître de Conférences en philosophie et histoire des sciences à l’IUFM de Lorraine. Membre des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Emiliano Trizio (Docteur en philosophie des sciences. Membre associé aux Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Frédéric Wieber (Maître de Conférences en épistémologie et histoire des sciences à l’IUFM de Lorraine. Membre des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

 

Comité d’organisation

  • Catherine Allamel-Raffin (Maître de conférences en épistémologie et histoire des sciences à l’Université Louis Pasteur – Strasbourg 1, Membre de l’Irist-Gersulp EA 3424 – Strasbourg)

  • Pierre Edouard Bour (Ingénieur d’études aux Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Ralf Krömer (Post-doctorant aux Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Léna Soler (Maître de Conférences en philosophie et histoire des sciences à l’IUFM de Lorraine. Membre des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Emiliano Trizio (Docteur en philosophie des sciences, Membre associé aux Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

  • Frédéric Wieber (Maître de Conférences en épistémologie et histoire des sciences à l’IUFM de Lorraine. Membre des Archives Henri Poincaré UMR 7117 – Nancy)

     
Programme: 

 

Jeudi 26 juin

8h30 : ouverture : Roger Pouivet (Directeur des Archives Henri Poincaré), Gerhard Heinzmann (Directeur de la MSH Lorraine)

Session 1 : Président de séance : Roger Pouivet

9h-10h : Introduction, Léna Soler (Archives Henri Poincaré, Nancy)

10h-11h : Catherine Allamel-Raffin et Jean-Luc Gangloff (IRIST, Strasbourg)

Scientific images and robustness / Comment les images scientifiques contribuent à la robustesse des résultats obtenus par les chercheurs dans leurs laboratoires

11h-11h15 : Pause

11h15-12h15 : Emiliano Trizio (Archives Poincaré, Nancy, Archives Husserl, Paris)

How robustness is needed in order to undermine standard scientific views: the case of clathrin-mediated endocytosis processes studied by correlative microscopy / En quoi la robustesse est requise pour remettre en cause des conceptions scientifiques standard : le cas des processus d’endocytose clathrine-médiatisés étudiés par microscopie correlative

12h15-13h30 : Déjeuner (buffet)

Session 2 : president de séance : Bernard Andrieu

13h30-14h30 : Catherine Dufour (Laboratoire de Physique des Matériaux, Nancy)

Is the result of the experimental tests of the Bell inequalities Robust? / Le résultat des tests expérimentaux des inégalités de Bell est-il robuste ?

14h30-15h30 William Wimsatt (University of Chicago, USA)

Robustness in Experiment: Linkage mapping in Classical Genetics / Robustesse et expérimentation : la cartographie de liaison en génétique classique

15h30-15h45 : Pause

15h45-16h45 : Andrew Pickering (Université d’Exeter, UK)

Robustness and Stabilisation in Physics and Cybernetics / Robustesse et stabilisation en physique et en cybernétique

 

Vendredi 27 juin

Session 3 : président de séance : Thomas Benatouïl

9h30-10h30 : Thomas Nickles (University of Nevada, Reno, USA)

Dynamic Robustness and design in Nature and Artifact / La robustesse dynamique et le design dans la nature et les dispositifs artificiels

10h30-11h30 : Léna Soler (Archives Henri Poincaré, Nancy)

Robustness of Results and Robustness of Methods: the Internal Architecture of a Solid Experimental Proof / Robustesse des résultats et robustesse des démarches : l’architecture interne d’une preuve expérimentale solide

11h30-11h45 : Pause

11h45-12h45 : Ralf Krömer (Archives Henri Poincaré, Nancy)

Some remarks concerning a possible role of robustness in mathematics / Quelques remarques concernant un rôle possible de la robustesse en mathématiques

12h45-14h : Déjeuner (buffet)

Session 4 : Président de séance : Scott Walter

14h-15h : Mieke Boon (university of Twente, Neetherland)

Robustness as a methodological notion in scientific practice / La robustesse en tant que notion méthodologique dans la pratique scientifique

15h-15h15 : Pause

15h15-16h15 : Terry Shinn (GEMAS/CNRS, Paris)

Robustness through « Transversality ». Convergence, Cohesion and Validation in Science, Technology and Society / La robustesse par transversalité. Convergence, cohésion, et validation dans les sciences, les technologies et la société

Résumés: 

 

  • Catherine Allamel-Raffin et Jean-Luc Gangloff

Scientific images and robustness / Comment les images scientifiques contribuent à la robustesse des résultats obtenus par les chercheurs dans leurs laboratoires

According to W. C. Wimsatt, the robustness of an experimental result relies on the scientist’s use of multiple independent derivations. This definition corresponds to what a laboratory ethnographer may observe concerning research practices in astrophysics. In this field, establishing experimental results or detecting new entities most commonly requires images produced by telescopes functioning on different physical principles.

This study will focus on a specific astrophysics paper in order to demonstrate that: 1) images, contrarily to what is usually believed, play a central role in the argumentation, with the main text only serving as a long commentary of the images; 2) researchers establish a series of converging proofs in order to elaborate their conclusions. In other words, we will insist on the fact that it is an inter-instrumental procedure that allows the community of researchers to consider their results as true, until proven otherwise, as suggested by the fallibilist perspective which prevails in scientific practice and to which W. C. Wimstatt subscribes.

Selon W. C. Wimsatt, la « robustesse » d’un résultat expérimental ou de l’affirmation de l’existence d’une entité jusqu’alors inconnue tient au fait que l’on a exploité, dans le cadre du travail scientifique, les ressources offertes par de multiples moyens d’investigation indépendants. Cette définition correspond de manière exemplaire à ce qu’un ethnographe de laboratoire est susceptible d’observer quant aux pratiques de recherche qui ont cours en astrophysique. En effet, dans ce domaine des sciences de la nature, établir des résultats expérimentaux et détecter des entités nouvelles suppose le plus souvent qu’on ait produit des images avec des télescopes dont le fonctionnement repose sur des principes physiques différents. Nous partirons de l’étude d’un article paru dans une revue scientifique afin de montrer : 1) d’une part, que les images, contrairement à une idée reçue, jouent un rôle central dans l’argumentation, le texte ayant surtout une fonction de commentaire ; 2) d’autre part, que les chercheurs aboutissent à leurs conclusions au terme d’une entreprise qui consiste à élaborer un faisceau d’éléments de preuve convergents. En d’autres termes, il s’agira de souligner que c’est bien avant tout une procédure interinstrumentale qui autorise la communauté des chercheurs à considérer ses résultats comme vrais, et ce jusqu’à nouvel ordre, conformément à la perspective faillibiliste qui prévaut dans la pratique scientifique à laquelle souscrit d’ailleurs W. C. Wimsatt.

  • Emiliano Trizio

How robustness is needed in order to undermine standard scientific views: the case of clathrin-mediated endocytosis processes studied by correlative microscopy / En quoi la robustesse est requise pour remettre en cause des conceptions scientifiques standard : le cas des processus d'endocytosis clathrine-mediatisés étudiés par microscopie correlative

Recent developments in cellular microscopy provide a clear and paradigmatic example of the role played by what William Wimsatt calls “robustness analysis? in the establishment of experimental results contradicting some of the scientific community standard views. According to a commonly accepted biochemical model, clathrin-mediated endocytosis (that is, one of the main processes by which external material is internalized by the cell via the plasma membrane) takes place only if the size of the entering object does not exceed 120-150 nm. However recent studies provide evidence that invasive bacteria whose diameter is far larger than 150 nm can enter host cells in a clathrin-dependent manner. In particular, images obtained by fluorescence microscopy indicate the presence of clathrin molecules and their active role in such processes. Yet, due to the well-known risk that artifacts introduced during the preparation of the sample may influence the results obtained with this technique, the scientific community does not still deem the currently available evidence sufficient to revise the well-established and so far unchallenged model of clathrin-mediated endocytosis. The aim of ongoing research is thus to crosscheck the results of fluorescence microscopy by means of techniques involving transmission electron microscopy. What is needed are experimental results robust enough to undermine the model en question. The focus of this paper will be on the methodologies adopted in a type of “correlative microscopy? combining (cryo-) fluorescence microscopy and (cryo-) electron tomography. In particular, the respective advantages of the two techniques will be analyzed and the way in which it is hoped that the specific shortcomings of each of them may be overcome by their joint implementation in the course of the very same experiments. This example will subsequently be used to develop some general remarks on the role of the robustness of experimental results in the refutation of well-accepted theories and models.

Certains développements récents en microscopie cellulaire fournissent un exemple paradigmatique du rôle joué par ce que William Wimsatt a appelé « l’analyse de la robustesse » dans l’établissement de résultats expérimentaux allant à l’encontre de conceptions standard très répandues au sein de la communauté scientifique. D’après un modèle biochimique largement accepté, l’endocytose médiatisée par la clathrine (un des principaux processus par lesquels de la matière externe est assimilée par une cellule à travers sa membrane plasmique) ne peut avoir lieu que si la dimension de l’objet pénétrant n’excède pas les 120-150 nm. Cependant, des travaux récents semblent indiquer que des bactéries invasives dont le diamètre est de loin supérieur au seuil théorique de 150 nm peuvent pénétrer dans des cellules hôtes précisément grâce à l’intervention de la clathrine. En particulier, des images obtenues grâce à la microscopie à fluorescence révèlent la présence de molécules de clathrine et leur rôle actif dans ce genre de processus. Pourtant, à cause du risque bien connu que des artéfacts introduits pendant la préparation des échantillons puissent biaiser les résultats obtenus avec cette technique, la communauté scientifique considère que les preuves empiriques disponibles restent encore insuffisantes pour remettre en cause le modèle bien établi et jusqu’à présent incontesté de l’endocytose clathrine-médiatisée. Le but des recherches en cours est donc de croiser les résultats de la microscopie à fluorescence avec des résultats obtenus grâce à la cryotomographie électronique. Il s’agit donc d’obtenir des résultats expérimentaux suffisamment robustes pour mettre en cause le model en question. L’intervention s’intéressera aux méthodologies développées dans le cadre d’un type de « microscopie corrélative », qui combine la cryomicroscopie à fluorescence avec la cryotomographie électronique. En particulier, seront analysés les avantages respectifs de ces deux techniques, ainsi que la manière dont les chercheurs espèrent remédier aux défauts spécifiques de chacune d’entre elles grâce à leur usage combiné dans le cadre des mêmes expériences. En s’appuyant sur cet exemple, des considérations générales seront ensuite formulées à propos du rôle joué par la robustesse des résultats expérimentaux dans la réfutation de théories et modèles scientifiques en vigueur.

  • Catherine Dufour

Is the result of the experimental tests of the Bell inequalities Robust? / Le résultat des tests expérimentaux des inégalités de Bell est-il robuste ?

Bell inequalities provide a quantitative criterion to test experimentally the local hidden variables theories (LHVT) versus standard quantum mechanics (SQM). Since the beginnings of the 70’s, and until today, a huge amount of experimental tests have been performed. We will discuss their independence. The outcomes – except one- are consistent with SQM and inconsistent with LHVT. At a first glance, one can consider that the result of the experimental tests of Bell inequalities is robust if one follows the statement of Wimsatt (1981): “the robustness of a result is characterized by its invariance with respect to a great number of independent derivations?. This opinion is implicitly shared by a lot of physicists. However, real experiments differ from the ideal experiment used to derive the Bell theorem in several respects. Two kinds of problems are mainly underlined: In all the experiment, an additional assumption is used due to the fact a part of the experimental set-up is not 100% efficient; this leads to the detection loophole. The experiments do not fulfil one of the requirement of the theorem, for example the locality condition: this leads to the locality loophole. Consequently, from the strictly logical point of view, one cannot conclude that the experimental tests have ruled out the LHVT.

We state that, in order to conclude on the robustness of experimental tests of a given theoretical question, one has to consider the validity of the various independent derivations carefully. In order to find a way to increase robustness, we will try to discuss the following questions: Have both loopholes the same importance? Are they both crucial? Is an ultimate experiment closing both loopholes simultaneously necessary to conclude that the result favouring SQM are robust? Or, is a couple of experiments, each one closing a given loophole, enough?

Les inégalités de Bell fournissent un critère quantitatif pour tester expérimentalement les théories à variable cachées locales (TVCL) contre la mécanique quantique standard (MQS). Depuis le début des années 70 et jusqu’à ce jour, un très grand nombre de tests expérimentaux des inégalités de Bell ont été effectués. Nous discuterons leur indépendance. Tous les résultats – sauf un – sont en faveur de la MQS et donc éliminent les TVCL. Dans un premier temps, il semble alors possible de considérer que le résultat des tests expérimentaux des inégalités de Bell est robuste, du moins à s’en tenir à la définition de Wimsatt en 1981 : « la robustesse d’un résultat est caractérisé par son invariance au travers d’un grand nombre d’expériences indépendantes ». Une telle opinion est en fait celle affichée par de nombreux phycisiens. Cependant, les expériences réelles diffèrent de l’expérience idéale utilisée pour démontrer le théorème de Bell. Deux différences sont principalement rencontrées : 1/ dans tous les tests expérimentaux, une hypothèse supplémentaire est utilisée pour tenir compte de la mauvaise efficacité des appareils, en particulier des détecteurs : cela se traduit par un premier échappatoire: l’échappatoire de détection. 2/ La plupart des tests ne remplissent pas une des conditions du théorème de Bell : la condition de localité. Cela induit un second échappatoire, dit de localité. En conséquence, d’un point de vue strictement logique, il est impossible de conclure que les tests expérimentaux ont éliminé les TVCL.

Nous soulignerons que, avant de conclure à la robustesse d'un résultat de tests expérimentaux concernant une question théorique donnée, il faut considérer soigneusement la validité des différentes investigations indépendantes. Dans le but de chercher des moyens d’augmenter la robustesse des tests expérimentaux des inégalités de Bell, nous discuterons les questions suivantes : est-ce que les deux échappatoires ont la même importance ? Sont-ils tous les deux cruciaux ? Est-ce qu’une expérience ultime qui permettrait de s’affranchir simultanément de ces deux échappatoires est nécessaire pour conclure que le résultat en faveur de la MQS est robuste ? Ou, est-ce qu’un couple d’expériences permettant chacune de s’affranchir d’un échappatoire est suffisant ?

  • William Wimsatt

Robustness in Experiment: Linkage mapping in Classical Genetics / Robustesse et expérimentation : la cartographie de liaison en génétique classique

Linkage mapping in classical genetics gave us one of the most sophisticated examples of theoretical construction in the history of science. In it we have rich interactions of practical constraints (which mutations can be used together experimentally, and in which order, to construct maps), internal cross-checking (to calibrate the magnitude and evaluate the effects of “interference?, and to decided when an aberrant crossover has generated a new linkage ordering), cross species and cross-strain comparisons (to evaluate the nature of the paradoxical “recombination modifiers?, and with the discovery of the giant banded salivary gland chromosomes, to calibrate maps with chromosome locations, demonstrating systematic non-linearities). On the way, used and assumed robustnesses proved to be crucial in unraveling and explaining the action of mechanisms of recombination in producing the observed phenomena, and to demonstrate to critics the superiority of realist-mechanist procedures over competing instrumentalist views.

La cartographie de liaison en génétique classique offre l’un des exemples les plus sophistiqués de construction théorique dans l’histoire des sciences. On y trouve de riches interactions entre contraintes pratiques (quelles mutations peuvent être utilisées ensemble expérimentalement, et dans quel ordre, pour construire des cartes), tests-croisés internes (afin de calibrer l’ampleur et d’évaluer les effets de « l’interférence », et pour décider quand un crossing-over anormal a généré un nouvel ordonnancement de liaison), comparaisons entre espèces et entre lignées souches (pour évaluer la nature des « modificateurs de recombinaison » paradoxaux, et, avec la découverte des chromosomes géants en bande des glandes salivaires, pour calibrer les cartes avec des localisations chromosomiques, démontrant l’existence de non-linéarités systématiques). Ce faisant, les robustesses utilisées et assumées se sont révélées cruciales pour démêler et expliquer l’action des mécanismes de recombinaison dans la production des phénomènes observés, ainsi que pour démontrer la supériorité des procédures réalistes-mécanistes par rapport aux conceptions instrumentalistes rivales.

  • Andrew Pickering

Robustness and Stabilisation in Physics and Cybernetics / Robustesse et stabilisation en physique et en cybernétique

The robustness of scientific knowledge might be thought to reside in its correspondence with how the world is. In The Mangle of Practice I developed a different account, in which robustness appears as a contingent interactive stabilisation in a temporally extended process of the reciprocal adjustment of material, conceptual and social elements of scientific culture. This paper will review the analysis as it pertains to physics, paying attention to the ways in which physical knowledge itself veils the origins of robustness in interactive stabilisations. To lend point to the discussion, the paper also discusses examples from the history of cybernetics, as a science that thematises rather than effacing stabilisation processes. The paper concludes by relating these observations to Heidegger’s remarks on enframing and revealing.

La robustesse du savoir scientifique peut être conçue comme résidant dans sa correspondance avec le monde tel qu’il est. Dans l’ouvrage The Mangle of Practice, j’ai développé un compte rendu différent, selon lequel la robustesse apparaît comme une stabilisation interactive contingente qui émerge d’un processus temporel d’ajustement réciproque d’éléments matériels, conceptuels et sociaux constitutifs de la culture scientifique. La communication reprendra cette analyse telle qu’elle se présente dans le cas de la physique, en accordant une attention particulière aux manières dont la connaissance physique elle-même occulte le fait que la robustesse tient ses origines des stabilisations interactives. Pour engager la discussion, l’intervention discutera des exemples issus de l’histoire de la cybernétique, conçue comme une science qui thématise plutôt qu’elle n’efface ses processus de stabilisation. L’intervention conclura en mettant en rapport ces observations avec les remarques de Heidegger sur l’arraisonnement et le dévoilement.

  • Thomas Nickles

Dynamic Robustness and design in Nature and Artifact / La robustesse dynamique et le design dans la nature et les dispositifs artificiels

Despite important work by many scientists and engineers as well as science studies experts such as Bill Wimsatt and Andy Pickering, we do not have a “robust? account of robustness. I shall canvass a few basic ideas of robustness, popular and technical, and then address, to some degree, such questions as: What is the relation of robustness to fragility or brittleness? Can a system be completely robust? Are decentralized, distributed systems potentially more robust than centralized ones? Which network topologies are more robust than others? What, if anything, do power laws (or their wide existence) have to do with robustness and with generative entrenchment? Is there an interesting connection between robustness and design? Robustness and innovation? Robustness and scientific revolutions? Robustness, heuristics, experimental design, and novel prediction? Robustness and realism?

En dépit du travail important réalisé par de nombreux scientifiques et ingénieurs ainsi que par les spécialistes des Science Studies tels que Bill Wimsatt et Andy Pickering, nous ne disposons pas à l’heure actuelle d’un compte rendu ‘robuste’ de la robustesse. Je développerai quelques façons élémentaires de concevoir la robustesse, communes ou plus techniques, puis investiguerai jusqu’à un certain point les questions suivantes : quelle est la relation de la robustesse avec la fragilité ? Un système peut-il être complètement robuste ? Les systèmes distribués et décentralisés sont-ils potentiellement plus robustes que les systèmes centralisés ? Quelles topologies de réseaux sont plus robustes que les autres ? Qu’ont à voir – à supposer qu’elles aient quelque chose à voir – les lois (ou leur existence à large échelle) – avec la robustesse et l’implantation par générativité ? Y a-t-il une connexion intéressante entre robustesse et le design ? Entre la robustesse et l’innovation ? Entre la robustesse et les révolutions scientifiques ? Entre la robustesse, l’heuristique, les dispositifs expérimentaux et les prédictions nouvelles ? Entre la robustesse et le réalisme ?

  • Léna Soler

Robustness of Results and Robustness of Methods: the Internal Architecture of a Solid Experimental Proof / Robustesse des résultats et robustesse des démarches : l’architecture interne d’une preuve expérimentale solide

According to Wimsatt’s definition, the robustness of a result is due to its being derivable from multiple, partially independent methods, and increases with the number of such methods. In the case of the experimental sciences, the multiple methods will amount to different types of experiments. But clearly, this holds only if the convergent derivations involved are genuine arguments, that is, if each of them can be considered as sufficiently reliable or solid. Thus, the issue of the robustness of results inevitably leads to a reflection on the robustness of methods.

What is, then, that makes a method, and in particular an experimental procedure robust? Despite the possible worries of circularity, part of the answer lies, without doubt, in a sort of reversed formulation of Wimsatt’s definition: the solidity of a method will increase with the number of independent results, previously established as robust, that it will allow to derive. The circle is not necessarily vicious, especially if it turns out to be rather a helicoïd along which already robust methods are used as springboards to establish the robustness of new results, and already robust results are used as springboards to establish the robustness of new methods. But, in any case, this seems to be only a part of the answer. Intuitively at least, it is expected that the solidity of a method could also be linked to specific properties of this method, to features that are more “intrinsic? than the results it allows to derive.

In this talk, I will try to probe into the nature of these “intrinsic? characters, through a discussion of an example connected to the discovery of weak neutral currents in particle physics. More precisely, the method that will be investigated is an experimental procedure developed at the beginning of the 70s, which uses a giant bubble chamber named Gargamelle, and which is commonly believed to have contributed to establish the existence of weak neutral currents. I will analyze the content of the Gargamelle experimental ‘proof’ and will bring to light its internal architecture. Then, I will examine the relations between this architecture and the wimsattian scheme of invariance under multiple determinations. Thereafter, I will specify this scheme, and draw some general conclusions about the robustness of methods and results.

La robustesse d’un résultat tient, dans la définition de Wimsatt, au fait que ce résultat est dérivable de multiples méthodes partiellement indépendantes, et est d’autant plus robuste que la multiplicité en question est élevée. Dans le cas des sciences expérimentales, les multiples méthodes seront des types différents d’expériences. Mais bien entendu, ceci ne vaut qu’à la condition que les dérivations convergentes mises en jeu soient des arguments dignes de ce nom, c’est-à-dire puissent elles-mêmes être chacune considérées comme suffisamment fiables ou solides. La question de la robustesse des résultats engage ainsi, inévitablement, une réflexion sur la robustesse des démarches.

Qu’est-ce donc alors qui confère sa robustesse à une démarche, et en particulier à une procédure expérimentale ? En dépit des inquiétudes de circularité qu’elle peut faire naitre, une partie de la réponse réside sans aucun doute dans une sorte de réciproque de la définition wimsattienne : une démarche apparaitra d’autant plus solide qu’elle permet de dériver un maximum de résultats indépendants déjà établis comme robustes. Le cercle n’est pas forcément vicieux, surtout s’il s’avère être en fait plutôt une hélicoïde le long de laquelle les méthodes déjà robustes servent de tremplin pour établir la robustesse de nouveaux résultats et où les résultats déjà robustes servent de tremplins pour établir la robustesse de nouvelles méthodes. Mais quoi qu’il en soit, cette réponse semble devoir n’être qu’une partie de la réponse. Intuitivement en tout cas, on s’attend à ce que la solidité d’une démarche puisse aussi être rattachée à des propriétés spécifiques à cette démarche, à des caractères plus ‘intrinsèques’ que les résultats qu’elle permet de dériver.

L’intervention s’emploiera à sonder la nature de ces caractères ‘intrinsèques’, en s’appuyant sur un exemple lié à l’épisode de la découverte des courants neutres faibles en physique des particules. Plus précisément, la démarche qui sera au centre de l’attention est une procédure expérimentale développée au début des années 70, qui met en jeu une chambre à bulle géante appelée Gargamelle et qui est communément présentée comme ayant contribué à établir l’existence des courants neutres faibles. On analysera la teneur de la ‘preuve’ expérimentale Gargamelle et on dégagera son architecture interne, puis on examinera les relations de cette architecture avec le schéma wimsattien de l’invariance sous multi-déterminations. De là on précisera ce schéma, et on dégagera quelques conclusions à prétention générale à propos de la robustesse des démarches et des résultats.

  • Ralf Krömer

Some remarks concerning a possible role of robustness in mathematics / Quelques remarques concernant un rôle possible de la robustesse en mathématiques

We will investigate the usefulness of Wimsatt's concept of robustness for mathematics. In the experimental sciences, there are no demonstrations in the strict sense but only 'confirmations' of various types of the propositions one believes in. Wimsatt stressed that our conviction of a proposition grows with the number of independent and convergent confirmations. In the talk, we shall not discuss the difference between mathematical proof and confirmation in experimental sciences, but we shall investigate whether and to which degree wimsattian robustness is at issue in the practice of mathematicians, namely in the discussion of propositions considered as very useful, desirable, likely etc. but found to be logically independent of usual well-established bases of deduction. We will study two examples: the proposition P asserting the consistency of set theory (base of deduction: ZFC), and the proposition asserting the relative consistency of a certain large cardinal axiom (base of deduction: ZFC+P). In these cases, one can observe that the practitioners make use of non-necessary but multiple, independent and convergent confirmations. The second example might seem quite technical, but its discussion is useful for judging the relevance of such a concept of robustness for mathematics because it concerns a mathematical discipline (category theory) which is very important but which can't claim so far to have reached a state of development rendering unlikely the future discovery of contradictions.

On étudiera l'utilité du concept de robustesse de Wimsatt du point de vue des mathématiques. Dans les sciences expérimentales, il n'y pas de démonstrations au sens strict des propositions théoriques auxquelles on croit, mais uniquement des ‘confirmations’ de divers types, et Wimsatt a souligné qu'on est d'autant plus convaincu d'une proposition que le nombre de confirmations indépendantes et convergentes est plus grand. L’intervention ne discutera pas la différence entre démonstration mathématique et confirmation en sciences expérimentales, mais elle examinera si et dans quelle mesure la robustesse wimsattienne est en jeu dans la pratique des mathématiciens, lorsque sont discutées des propositions très utiles, souhaitées, vraisemblables etc., mais pour lesquelles on n'a pas (et n'aura jamais) de démonstrations au sens strict, parce qu'on les a reconnues logiquement indépendantes des bases déductives établies, ou, disons, des axiomes pertinents. Deux exemples seront discutés. Le premier concerne la proposition P qui affirme la non-contradiction de la théorie des ensembles (système d'axiomes pertinents: ZFC) et la proposition qui affirme la non-contradiction relative d'un axiome concernant les cardinaux inaccessibles (système d'axiomes pertinents: ZFC+P). Pour ces deux propositions, on peut observer que les praticiens ont recours à des confirmations non-nécessaires mais multiples, indépendantes et convergentes. Le deuxième exemple peut sembler très spécialisé, mais sa discussion sera utile pour juger de la pertinence de l’idée de robustesse en mathématiques, parce qu'il concerne une discipline mathématique à la fois très importante (la théorie des catégories), mais qui ne peut pas encore se prévaloir d’être parvenue à un état de développement suffisant pour rendre improbable la découverte future de contradictions.

  • Mieke Boon

Robustness as a methodological notion in scientific practice / La robustesse en tant que notion méthodologique dans la pratique scientifique

Robustness, stability (or invariance), and reliability often are used as synonyms. Nevertheless, they function differently in explicating scientific practices. A physical phenomenon is stable to changes in the environment, and a theory or model is reliable in making predictions. Stability therefore is an ontological notion; it is related to justification of the existence of a phenomenon. It is involved when deciding whether there exists something with which one can intervene in a reproducible way. Reliability is an epistemological notion, and indicates whether the model or theories make reliable predictions about phenomena and interventions with phenomena. Reliability, therefore is an epistemological criterion for theories and models, next to consistency, coherency, simplicity and explanatory strength. I propose to examine robustness as a methodological notion. Next, I will illustrate how these notions guide scientific research with a case study from my own past experience in the engineering sciences.

La robustesse, la stabilité (ou l’invariance) et la fiabilité sont des termes souvent utilisés comme synonymes. Néanmoins, ils n’ont pas la même fonction dans l’explication des pratiques scientifiques. Un phénomène physique est stable par rapport aux changements qui surviennent dans son environnement, et une théorie ou un modèle sont fiables lorsqu’ils permettent de faire des prédictions. La stabilité est par conséquent une notion ontologique ; elle est liée à la justification de l’existence d’un phénomène. Elle est impliquée quand il s’agit de décider s’il existe quelque chose sur quoi le chercheur peut intervenir de manière reproductible. La fiabilité est une notion épistémologique, et indique si les modèles ou les théories énoncent des prédictions fiables à propos des phénomènes et des interventions sur ces derniers. La fiabilité, par conséquent, est un critère épistémologique du point de vue de l’évaluation des théories et des modèles, au même titre que d’autres critères tels que la consistance, la cohérence, la simplicité et le pouvoir explicatif. Je me propose d’examiner la robustesse en tant que notion méthodologique. J’illustrerai la manière dont ces notions guident la recherche scientifique à partir d’une étude de cas issue de ma propre expérience passée dans le domaine des sciences de l’ingénieur.

  • Terry Shinn

Robustness through « Transversality ». Convergence, Cohesion and Validation in Science, Technology and Society / La robustesse par transversalité. Convergence, cohésion, et validation dans les sciences, les technologies et la société

It is well documented that concepts, materials and people circulate both within and between science, technology and broader society, and that criteria of validation and forms of validity emerge within and between these spheres. This often de facto convergence and consensus is connected to transversality across the boundaries that demarcate these socio-cognitive territories.

My presentation will focus on modes of boundary crossing transversality that stand at the base of cognitive robustness. It will be argued that science and technology production and diffusion can be understood with reference to the historical emergence of a small number of regimes, each with its particular divisions of labor, modes of production, and markets of distribution – the disciplinary, utilitarian and transitory regimes. In addition to these regimes there also exists a historically relatively recent transverse regime, whose principal function is the contribution of mental and material generic methods and devices that allow trans-regime circulation and synergy, and through which robustness is reinforced. This transverse regime with its generic instrumentation, provides a form of “practical universality?, which although not classically epistemological, does nevertheless engender belief, credibility and injects functional effectiveness to the multiple faces of science, technology and to their insertion into the civil arena.

Through reference to specific examples (the ultracentrifuge and the Fourier transform spectroscope), This contribution will thus specifically develop concepts of socially grounded epistemology and practice grounded universality as the substance of robustness.

Il est bien établi que les concepts, les matériels et les personnes circulent à la fois à l’intérieur de, et entre, la science, la technologie et la société, – et que les critères de validation et les formes de validité émergent à l’intérieur et entre ces sphères. Cette convergence de fait et ce consensus sont à mettre en lien avec la transversalité qui transcende les frontières séparant ces territoires socio-cognitifs.

Ma présentation sera centrée sur les modes de transversalité inter-frontières qui se trouvent à la base de la robustesse cognitive. Je soutiendrai que la production et la diffusion au sein des sciences et des technologies peuvent être comprises en référence à l’émergence historique d’un nombre restreint de régimes – les régimes disciplinaire, utilitaire, transitaire –, caractérisés chacun par ses types de division du travail, ses modes de production et ses marchés de distribution propres. A ces régimes, il faut en adjoindre un autre, dont l’apparition est relativement récente, le régime transversal, dont la fonction principale réside dans l’apport de méthodes et de dispositifs génériques intellectuels et matériels qui permettent la circulation et la synergie entre les régimes, et par lesquels la robustesse se trouve renforcée. Ce régime transversal avec son instrumentation générique produit une forme « d’universalité pratique », bien que n’étant pas épistémologique au sens classique, engendre néanmoins la croyance et la crédibilité, et confère une efficacité fonctionnelle aux multiples composantes des sciences, aux technologies et à leur insertion dans l’arène publique.

En m’appuyant sur des exemples particuliers (l’ultracentrifugeuse et la spectroscopie par transformée de Fourier), ma contribution développera l’idée que les concepts d’épistémologie socialement fondée et d’universalité enracinée dans la pratique constituent le cœur de la robustesse.

 

Colloque organisé avec le soutien de Archives Henri Poincaré, des trois établissements de Nancy-Université (Université Henri Poincaré, Université Nancy 2, Institut National Polytechnique de Lorraine), de la Région Lorraine, de la MSH Lorraine, de L'IRIST (Institut de Recherches Interdisciplinaires sur les Sciences et la Technologie, Université Louis Pasteur, Strasbourg) et du Center for Philosophy of Technology and Engeneering Science (Tilburg University, Pays-Bas).