Scientific cognition and cultural evolution: theoretical tools for integrating cognitive and social studies of science Christophe Heintz To cite this version: Christophe Heintz. Scientific cognition and cultural evolution: theoretical tools for integrating cog- nitive and social studies of science. Social Anthropology and ethnology. Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (EHESS), 2007. English. tel-00145899 HAL Id: tel-00145899 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145899 Submitted on 12 May 2007 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. Christophe HEINTZ COGNITION SCIENTIFIQUE ET EVOLUTION´ CULTURELLE Outils th´eoriquespour incorporer les ´etudes cognitives aux ´etudessociales de la science Doctorat nouveau regime´ Discipline : PHILOSOPHIE ET SCIENCES SOCIALES Directeur de these` : M. Dan SPERBER, Directeur de recherche, CNRS Jury de these` : M. Daniel ANDLER, Professeur, Universite´ de Paris-Sorbonne M. Bernard CONEIN, Professeur, Nice-Sophia Antipolis M. Jer´ omeˆ DOKIC, Directeur d’etudes,´ EHESS M. David GOODING, Professeur, University of Bath E´ COLE DES HAUTES E´ TUDES EN SCIENCES SOCIALES Mai 2007 Resum´ e´ Cette these` preconise´ d’utiliser des outils theoriques´ de l’anthropologie cognitive pour l’etude´ scientifique de la science. Ces outils sont l’epid´ emio-´ logie des representations,´ developp´ ee´ par Dan Sperber, et l’etude´ de la cognition distribuee,´ telle qu’elle a` et´ e´ developp´ ee´ par Ed Hutchins. Ces deux theories,´ qui sont par ailleurs etroitement´ liees,´ ont pour apport es- sentiel de permettre d’integrer´ les etudes´ cognitives et sociales de la science. Deux etudes´ d’histoire des mathematiques´ illustrent le potentiel explica- tif de ces theories´ : le developpement´ du calcul infinitesimal´ en France au debut´ du 18eme` siecle,` et l’avenement` des ordinateurs dans la pratique des mathematiques,´ marque´ par la preuve du theor´ eme` des quatre couleurs. Les etudes´ cognitives de la science commencent depuis peu a` prendre au serieux´ le caractere` social de la production scientifique. Je m’inscris dans les developpements´ recents´ de ces travaux, tout en soulignant l’apport dis- tinct d’une anthropologie cognitive de la science : considerer´ la science comme un phenom´ ene` culturel, qui par la` memeˆ implique des processus mentaux, et peut donc ben´ eficier´ d’une approche cognitive. La premiere` partie fait un recensement des principes methodologiques,´ theoriques´ et philosophiques qui permettent et trop souvent entravent l’etude´ integr´ ee´ des phenom´ enes` mentaux et sociaux de la production scientifique. C’est finalement les travaux du Programme Fort qui, tout en montrant la na- ture sociale de la science, se rev´ ele` le plus a` memeˆ d’incorporer des ana- lyses cognitives basees´ sur des resultats´ de la psychologie cognitive et evolutionniste.´ La deuxieme` partie s’attache aux bases psychologiques de la rationalite´ scientifique, que les sociologues des sciences ont decrite´ comme changeante et relative au contexte social. Des theories´ recentes´ de la psy- iv chologie cognitive montrent que l’esprit humain est richement dote´ de ca- pacites´ cognitives universelles fortement determin´ ees´ par les contraintes gen´ etiques´ sur le developpement´ du cerveau. Comment reconcilier´ l’uni- versalisme de ces capacites´ psychologiques, qui constituent ensemble la rationalite´ humaine, et l’observation de la variabilite´ des normes de ra- tionalite´ scientifique ? Considerer´ ces deux rationalites´ comme distinctes, c’est reconnaˆıtre que la nature de l’appareil cognitif humain joue un roleˆ fondamental dans la formation des croyances scientifiques, mais sous- determine´ le contenu de ces croyances. J’analyse les mecanismes´ men- taux qui permettent aux scientifiques d’inscrire leurs reflexions´ dans un contexte culturel (par le biais de cadres interpretatifs),´ tout en exploitant les capacites´ d’inferences´ de l’appareil cognitif humain. Ces mecanismes´ sont present´ es´ comme des moments essentiels dans les chaˆınes de rela- tions causales de la production des representations´ scientifiques. Ils sont situes´ a` l’interieur´ de ces chaˆınes qui comprennent des actes de communi- cation, de perception, et d’experimentation,´ et mettent en jeux - et c’est le theme` de la partie suivante - de multiples acteurs et artefacts.´ La cognition scientifique est distribuee´ de maniere` systematique´ entre des scientifiques specialis´ es´ et des artefacts ; elle est organisee´ dans les systemes` de cogni- tion distribuee´ que forment les institutions scientifiques. La troisieme` par- tie de la these` analyse les pratiques scientifiques comme ayant une fonc- tion cognitive au sein de systemes` de cognition distribuee.´ Comprendre l’evolution´ de ces pratiques, c’est alors comprendre pourquoi et comment les systeme` de cognition distribuee´ changent ou perdurent. Je souligne le roleˆ de certaines representations´ qui regulent´ le fonctionnement des institutions scientifiques en attribuant des fonctions cognitives a` certains el´ ements,´ qu’ils soient humains ou non. Ces ’representations´ regulatives’´ sont en fait des croyances sur les moyens de production de la connaissance scientifiques : l’organisation des institutions scientifiques evolue´ lorsqu’un scientifique se propose d’utiliser les representations´ produites par un el´ e-´ ment cognitif qu’il juge suffisamment fiable. Une etude´ epid´ emiologique´ sur la distribution des representations´ de fiabilite´ cognitive contribue a` ex- pliquer l’evolution´ des institutions scientifiques, et par ce biais, l’evolution´ v des pratiques et de la connaissance scientifique. Il y a donc differents´ meca-´ nismes qui distribuent les representations´ scientifiques, pour gen´ erer´ le phenom´ ene` culturel qu’est l’evolution´ de la science. Je m’attache dans cette these` a` decrire´ certains mecanismes´ mentaux dans la formation de croyance des scientifiques et certains mecanismes´ sociaux dans la forma- tion des institutions scientifiques. Mais il se rev´ ele` que ces mecanismes´ s’inscrivent toujours a` l’interieur´ de chaˆınes causales qui incluent pro- cessus mentaux et interactions sociales. Des etudes´ integrant´ les aspects cognitifs et sociaux sont donc necessaires´ ; et je tente de contribuer a` leur developpement´ en articulant theories´ de sociologie des sciences et theories´ de psychologie cognitive dans le but de mieux apprehender´ l’histoire des sciences. vi Table des matieres` Premiere` partie : Objectifs et moyens en vue de l’integration´ des etudes´ cognitives et sociales de la science 1. Introduction 2. Les recherches integr´ ees´ en science de la science 3. Integrer´ le Programme Fort en sociologie des sciences Deuxieme` partie : Psychologie et historicite´ de la science 4. Rationalite´ et pensee´ scientifique 5. Theories´ nativistes pour la science de la science 6. Epid´ emiologie´ des representations´ scientifiques 7. Cognition mathematique´ et histoire : etude´ epid´ emiologique´ de la notion d’infinitesimal´ Troisieme` partie : L’organisation culturelle de la cognition scientifique 8. Les systemes` de cognition distribuee´ en science 9. L’organisation sociale de la cognition 10. L’evolution´ des systemes` de cognition distribuee´ 11. Distribuer la cognition mathematique´ : le cas du theor´ eme` des quatre couleurs Quatrieme` partie : En queteˆ d’un modele` causal et integr´ e´ pour la science de la science 12. Comment remettre a` jour l’epist´ emologie´ evolutionniste´ ? Les mecanismes´ cognitifs et sociaux de la production de connaissances scientifiques viii Christophe HEINTZ Scientific cognition and cultural evolution: theoretical tools for integrating social and cognitive studies of science Ph.D Thesis, EHESS, Paris May 2007 Keywords: cognition and culture, science—social aspects—cognitive aspects, historiography, history of mathematics—case studies An electronic version of this document is available at: http://christophe.heintz.free.fr/thesis x Contents Preface xvii I Motives and means for integrating cognitive and so- cial studies of science1 1 Introduction3 1.1 The social and the cognitive...................4 1.2 Means of integration.......................5 1.3 Theoretical claims about the principles of scientific evolution7 1.4 Organisation of the thesis....................9 2 Cognitive studies of science and the social 11 2.1 Why integrating social and cognitive studies of science... 13 2.2 Impediments to integration................... 16 2.2.1 Philosophers’ qualms about social determination.. 18 2.2.2 Homo-economicus, homo-scientificus......... 19 2.2.3 When foundational concerns get in the way..... 21 2.2.4 Psychology and the myth of the isolated scientist.. 26 2.3 Integrative projects........................ 29 2.3.1 Cognitive history of science............... 31 2.3.2 Environmental approaches............... 33 2.3.3 The psychology of social studies............ 35 2.4 Cognitive anthropology of science............... 36 xii CONTENTS 3 Integrating the Strong Programme 45 3.1 The Strong Programme and its attitude towards psychology 46 3.1.1 The symmetry