QuestionsPeut-on être certain de quelque chose ?Le livre de l'univers est écrit en langue mathématique
Peut-on être certain de quelque chose ?Oui, par la raison

Le livre de l'univers est écrit en langue mathématique

Le livre de la nature est écrit en langage mathématique

Galileo Galilei 1564 · 1642Astronome et physicien : il défend que la nature se lit par l'expérience et le calcul, et que l'Écriture parle du salut, pas de la mécanique du ciel.
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Ce qu'il soutient

Sur ce que la nature a de mathématique, l'esprit humain peut atteindre une certitude égale à celle de Dieu, même s'il en connaît très peu.

Pourquoi

L'univers est écrit en figures mathématiques, et ce qu'on y démontre est su aussi sûrement que Dieu le sait.

La même idée à travers l'histoire
Pythagore450 av. J.-C.Les pythagoriciens voyaient déjà dans les nombres ce dont le monde est fait. Galilée ne dit pas que les choses sont des nombres : il dit que leurs lois s'écrivent en triangles, en cercles et en rapports.
Galileo Galilei1623Dans Il Saggiatore, Galilée répond à « Sarsi » (le jésuite Orazio Grassi), en qui il voit la croyance qu'en philosophie il faut s'appuyer sur un auteur célèbre, comme si la philosophie était un livre d'imagination comme l'Iliade. Non, dit Galilée : la philosophie est écrite dans le livre de l'univers, en langue mathématique.
Galileo Galilei1632Dans le Dialogue, il précise ce que vaut cette langue pour notre esprit : sur les propositions mathématiques que nous comprenons, notre certitude égale celle de Dieu.
Albert Einstein1936Au XXe siècle, Einstein s'étonne que le monde se laisse saisir par nos concepts. Galilée affirme que le monde est mathématique ; Einstein demande pourquoi cela marche.
En bref

« Le livre de l'univers est écrit en langue mathématique » est un argument de Galileo Galilei (Il Saggiatore, 1623 (§ 6) ; Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, 1632 (1re journée), 1623) sur la question « Peut-on être certain de quelque chose ? » (réponse : oui, par la raison). Sa thèse : Sur ce que la nature a de mathématique, l'esprit humain peut atteindre une certitude égale à celle de Dieu, même s'il en connaît très peu. Selon la vérification logique d'AskPhilosophy (solveur Z3), l'argument est valide à condition d'admettre une prémisse que l'auteur ne formule pas (P4). AskPhilosophy présente 3 objections, dont 3 avec une réponse documentée, et le texte original de chaque prémisse, vérifié mot pour mot.

Il Saggiatore, 1623 (§ 6) ; Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, 1632 (1re journée)
Valide avec une prémisse implicite

En 1623, Galilée répond à « Sarsi », pseudonyme du jésuite Orazio Grassi, qui défendait le choix de suivre l'astronome Tycho Brahe : qui d'autre suivre ? Galilée y voit la croyance qu'en philosophie il faut s'appuyer sur un auteur célèbre. Il répond que la philosophie n'est pas un livre d'imagination comme l'Iliade, où la vérité importe peu. Elle est écrite dans un autre livre, toujours ouvert devant nos yeux : l'univers. Ce livre est écrit en langue mathématique, avec des triangles, des cercles et d'autres figures. Dans le Dialogue (1632), il va plus loin : pour les propositions de géométrie et d'arithmétique que nous comprenons, nous avons une certitude égale à celle de Dieu, même si Dieu en connaît infiniment plus que nous. Cette idée est devenue une devise de la physique moderne. Elle pose aussi une question que personne n'a close : que garantit cette certitude, quand on parle du monde réel ?

P1L'univers est comme un livre écrit en langue mathématique : ses caractères sont des triangles, des cercles et d'autres figures géométriques. Sans eux, il est impossible d'en comprendre humainement un mot.
P2Comprendre peut se prendre de deux façons. Par le nombre de choses comprises (extensivement), notre esprit est presque nul, car les vérités sont infinies. Par la perfection avec laquelle on comprend une proposition (intensivement), l'esprit humain en comprend certaines (la géométrie et l'arithmétique pures) aussi parfaitement que la nature elle-même.
P3Pour ces propositions, la connaissance humaine égale la connaissance divine en certitude objective, parce qu'elle en comprend la nécessité, et qu'il ne semble pas possible d'avoir une sécurité plus grande.
P4 · prémisse impliciteCe que l'on démontre en mathématiques s'applique au livre de l'univers : lire la nature avec ces figures et ces rapports, c'est lire des propositions que nous comprenons avec cette certitude.
Donc, sur ce que la nature a de mathématique, l'esprit humain peut atteindre une certitude égale à celle de Dieu, même s'il en connaît très peu.

clique sur une prémisse pour la rejeter

Si tu acceptes toutes les prémisses, la logique t'oblige à accepter la conclusion. Le débat porte donc sur les prémisses.
Vérifié par un solveur logique : impossible que toutes les prémisses soient vraies et la conclusion fausse.
Sans la prémisse implicite : Sans P4, l'ordinateur trouve un cas où la nature est écrite en mathématiques, où nous avons une certitude parfaite sur des propositions mathématiques démontrées, et où pourtant nous n'avons aucune certitude sur la nature : les propositions démontrées peuvent parler de figures idéales, pas des corps réels.
L'argument est valide avec la prémisse cachée P4. P1 dit que la nature est écrite en mathématiques ; P2 et P3 disent que certaines propositions mathématiques sont comprises avec une certitude parfaite. Pour conclure à une certitude sur la nature, il faut ajouter que ces propositions comprises sont bien celles qui décrivent le monde (P4). Toutes les objections viennent de là : un mathématicien est certain de ses théorèmes, mais que prouve cela pour une planète ou un corps qui tombe ? Galilée dit aussi que cette certitude est très limitée : mille propositions, face à l'infini, c'est comme zéro.
Analogie. Tu apprends à lire une langue étrangère. Les règles de sa grammaire sont sûres : tu les connais comme le meilleur grammairien. Mais le livre que tu lis est immense, et tu n'en as lu que quelques lignes. Galilée dit : la nature est ce livre, les mathématiques sont sa grammaire. Reste à savoir si la grammaire que tu possèdes est bien celle de ce livre-là.

Objections

3

Chaque objection est une conversation : clique pour voir qui répond, et où en est le débat.

S
Simplicio (dans le Dialogue de Galilée) 1632 · attaque la prémisse 3

Simplicio, le défenseur d'Aristote, voit d'abord une contradiction : on loue l'intelligence humaine comme le plus grand don de la nature, puis on dit avec Socrate qu'elle ne comprend rien. Quand Salviati répond en lui prêtant une certitude égale à celle de Dieu, Simplicio trouve cette façon de parler « très résolue et hardie ».

un défenseur répond
S
Salviati (Galilée) défenseur de l'argument · 1632 · Réponse de Salviati
Il distingue la quantité et la qualité de la connaissance. Sur la quantité, Dieu sait infiniment plus. Mais pour les quelques propositions que nous comprenons, la vérité est la même : on ne peut pas dire que Dieu peut faire que le fait ne soit pas fait. Seule la manière diffère : nous avançons pas à pas de conclusion en conclusion, Dieu voit tout d'un seul regard.
Où en est le débat (notre résumé)Notre résumé : la réponse de Galilée ne dit pas que l'homme égale Dieu, elle dit que la vérité d'un théorème est la même pour tous. Ce point est resté admis, même par ceux qui rejettent le reste. La discussion s'est déplacée vers l'application aux choses réelles (voir les objections suivantes).
David Hume 1748 · attaque la prémisse 4

Les vérités des mathématiques portent sur des relations entre idées. On les découvre par la pensée seule, et elles resteraient vraies même s'il n'existait aucun cercle ni triangle dans la nature. Leur certitude vient justement de ce qu'elles ne dépendent de rien d'existant. Pour les faits du monde, le contraire reste toujours possible, car il n'implique aucune contradiction : seule l'expérience peut nous renseigner, et elle ne donne pas de certitude démonstrative.

Galilei répond
Emmanuel Kant 1787 · Réponse de Kant
Kant accepte que les mathématiques soient certaines et refuse de les réduire à des relations d'idées. Les propositions de l'arithmétique sont toujours synthétiques : elles ajoutent à nos concepts. Elles valent pourtant pour toute expérience possible, parce que l'espace et le temps sont les formes mêmes de notre expérience. Mais, du coup, cette certitude vaut pour le monde tel qu'il nous apparaît, pas pour les choses en elles-mêmes.
voir l'argument
Où en est le débat (notre résumé)Notre résumé : Hume sépare la certitude (mathématiques) de l'information sur le monde (expérience). Kant tente de les réunir, au prix de limiter la certitude aux phénomènes. Galilée affirme au contraire que la nature elle-même est écrite en mathématiques ; ni Hume ni Kant ne lui donnent raison sans réserve.
Albert Einstein 1921 · attaque la prémisse 4

Einstein, physicien qui a prolongé l'idée de Galilée, la limite lui-même : « Dans la mesure où les lois des mathématiques se rapportent à la réalité, elles ne sont pas certaines ; et dans la mesure où elles sont certaines, elles ne se rapportent pas à la réalité. » Les mathématiques modernes séparent le formel (qui est certain) de son contenu intuitif. Quand on applique la géométrie au monde, on fait une hypothèse que l'expérience peut démentir.

Galilei répond
E
Eugene Wigner 1960 · Le mystère qui reste
Wigner ne répond pas à Einstein en rétablissant la certitude de Galilée. Il constate un fait étrange : le langage des mathématiques s'ajuste étonnamment bien aux lois de la physique, alors que nous ne comprenons pas pourquoi. Il l'appelle un « miracle », « un don merveilleux que nous ne comprenons ni ne méritons ». L'intuition de Galilée serait donc confirmée par les résultats, mais sans fondement connu.
Où en est le débat (notre résumé)Notre résumé : presque tous admettent que les mathématiques réussissent en physique ; ils se divisent sur la raison (la nature est mathématique, l'esprit la modèle à sa manière, ou c'est un hasard heureux). La certitude absolue sur le monde, elle, est abandonnée par les physiciens modernes.