Does Chance hide Necessity? : a reevaluation of the debate ‘determinism - indeterminism’ in the light of quantum mechanics and probability theory

Dans cette thèse l’ancienne question philosophique “tout événement a-t-il une cause ?” sera examinée à la lumière de la mécanique quantique et de la théorie des probabilités. Aussi bien en physique qu’en philosophie des sciences la position orthodoxe maintient que le monde physique est indéterministe. Au niveau fondamental de la réalité physique – au niveau quantique – les événements se passeraient sans causes, mais par chance, par hasard ‘irréductible’. Le théorème physique le plus précis qui mène à cette conclusion est le théorème de Bell. Ici les prémisses de ce théorème seront réexaminées. Il sera rappelé que d’autres solutions au théorème que l’indéterminisme sont envisageables, dont certaines sont connues mais négligées, comme le ‘superdéterminisme’. Mais il sera argué que d’autres solutions compatibles avec le déterminisme existent, notamment en étudiant des systèmes physiques modèles. Une des conclusions générales de cette thèse est que l’interprétation du théorème de Bell et de la mécanique quantique dépend crucialement des prémisses philosophiques desquelles on part. Par exemple, au sein de la vision d’un Spinoza, le monde quantique peut bien être compris comme étant déterministe. Mais il est argué qu’aussi un déterminisme nettement moins radical que celui de Spinoza n’est pas éliminé par les expériences physiques. Si cela est vrai, le débat ‘déterminisme – indéterminisme’ n’est pas décidé au laboratoire : il reste philosophique et ouvert – contrairement à ce que l’on pense souvent. Dans la deuxième partie de cette thèse un modèle pour l’interprétation de la probabilité sera proposé. Une étude conceptuelle de la notion de probabilité indique que l’hypothèse du déterminisme aide à mieux comprendre ce que c’est qu’un ‘système probabiliste’. Il semble que le déterminisme peut répondre à certaines questions pour lesquelles l’indéterminisme n’a pas de réponses. Pour cette raison nous conclurons que la conjecture de Laplace – à savoir que la théorie des probabilités présuppose une réalité déterministe sous-jacente – garde toute sa légitimité. Dans cette thèse aussi bien les méthodes de la philosophie que de la physique seront utilisées. Il apparaît que les deux domaines sont ici solidement reliés, et qu’ils offrent un vaste potentiel de fertilisation croisée – donc bidirectionnelle.

Distributed data acquisition unit with microsecond-accurate wireless clock synchronisation

This paper describes the implementation of the first portable, embedded data acquisition unit (BabelFuse) that is able to acquire and timestamp generic sensor data and trigger General Purpose I/O (GPIO) events against a microsecond-accurate wirelessly-distributed ‘global’ clock. A significant issue encountered when fusing data received from multiple sensors is the accuracy of the timestamp associated with each piece of data. This is particularly important in applications such as Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM) where vehicle velocity forms an important part of the mapping algorithms; on fast-moving vehicles, even millisecond inconsistencies in data timestamping can produce errors which need to be compensated for. The timestamping problem is compounded in a robot swarm environment especially if non-deterministic communication hardware (such as IEEE-802.11-based wireless) and inaccurate clock synchronisation protocols are used. The issue of differing timebases makes correlation of data difficult and prevents the units from reliably performing synchronised operations or manoeuvres. By utilising hardware-assisted timestamping, clock synchronisation protocols based on industry standards and firmware designed to minimise indeterminism, an embedded data acquisition unit capable of microsecond-level clock synchronisation is presented.

Parallel Software framework for time-critical many-core systems

The recent technological advancements and market trends are causing an interesting phenomenon towards the convergence of High-Performance Computing (HPC) and Embedded Computing (EC) domains. On one side, new kinds of HPC applications are being required by markets needing huge amounts of information to be processed within a bounded amount of time. On the other side, EC systems are increasingly concerned with providing higher performance in real-time, challenging the performance capabilities of current architectures. The advent of next-generation many-core embedded platforms has the chance of intercepting this converging need for predictable high-performance, allowing HPC and EC applications to be executed on efficient and powerful heterogeneous architectures integrating general-purpose processors with many-core computing fabrics. To this end, it is of paramount importance to develop new techniques for exploiting the massively parallel computation capabilities of such platforms in a predictable way. P-SOCRATES will tackle this important challenge by merging leading research groups from the HPC and EC communities. The time-criticality and parallelisation challenges common to both areas will be addressed by proposing an integrated framework for executing workload-intensive applications with real-time requirements on top of next-generation commercial-off-the-shelf (COTS) platforms based on many-core accelerated architectures. The project will investigate new HPC techniques that fulfil real-time requirements. The main sources of indeterminism will be identified, proposing efficient mapping and scheduling algorithms, along with the associated timing and schedulability analysis, to guarantee the real-time and performance requirements of the applications.

David Hume on probability and the Gambler’s fallacy

Cette présentation examinera le degré de certitude qui peut être atteint dans le domaine scientifique. Le paradigme scientifique est composé de deux extrêmes; causalité et déterminisme d'un côté et probabilité et indéterminisme de l'autre. En faisant appel aux notions de Hume de la ressemblance et la contiguïté, on peut rejeter la causalité ou le hasard objectif comme étant sans fondement et non empirique. Le problème de l'induction et le sophisme du parieur proviennent d’une même source cognitif / heuristique. Hume décrit ces tendances mentales dans ses essais « Of Probability » et « Of the Idea of Necessary Connexion ». Une discussion sur la conception de la probabilité de Hume ainsi que d'autres interprétations de probabilité sera nécessaire. Même si la science glorifie et idéalise la causalité, la probabilité peut être comprise comme étant tout aussi cohérente. Une attitude probabiliste, même si elle est également non empirique, pourrait être plus avantageuse que le vieux paradigme de la causalité.

Les contre-exemples de Frankfurt ratent leur cible : un nouveau heaume pour le principe des possibilités alternatives

Les contre-exemples de Frankfurt sont inoffensifs contre l’argument de la conséquence (consequence argument), l’argument qui, à partir du principe des possibilités alternatives et du déterminisme, montre que nous ne pouvons être tenus moralement responsables de nos actions. En effet, ils sont formulés soit dans un cadre déterministe, soit dans un cadre indéterministe. S’ils sont formulés dans un cadre indéterministe, ils sont inoffensifs parce qu’ils contreviennent à un principe méthodologique que nous défendons : le principe de non-négation des prémisses (PNNP). En fait, nous montrons que pour tout argument donné, il est proscrit de supposer la négation d’une prémisse afin de réfuter une autre prémisse à moins que l’attaque réussisse à réfuter les deux prémisses en question. Or, d’une part, les contre-exemples de Frankfurt indéterministes supposent explicitement qu’une prémisse de l’argument de la conséquence – le déterminisme est vrai – est fausse; et d’autre part, ils ne peuvent pas nous donner de raisons de croire en l’indéterminisme, ce que nous montrons grâce à des considérations sur la transmission de la justification. Construire des contre-exemples de Frankfurt indéterministes est donc incorrect pour des raisons méthodologiques et logiques. S’ils sont formulés dans un cadre déterministe, les contre-exemples de Frankfurt font face à une autre accusation d’entorse argumentative, présentée dans la défense du dilemme (Dilemma Defence) de Kane-Ginet-Widerker : celle de la pétition de principe. Nous inspectons et nuançons cette accusation, mais concluons qu’elle tient puisque les contre-exemples de Frankfurt déterministes supposent au final une analyse des agents contrefactuels dans les mondes déterministes et de la relation « rendre inévitable » que ne peuvent endosser ni les incompatibilistes de la marge de manœuvre (leeway incompatibilists), ni les incompatibilistes de la source (source incompatibilists) ni non plus les semicompatibilistes. Conséquemment, les contre-exemples de Frankfurt ne peuvent plus soutenir la forme de compatibilisme à laquelle ils ont donné naissance. L’incompatibilisme de la source ne peut plus être préféré à l’incompatibilisme de la marge de manœuvre ni non plus rejeter toute participation des possibilités alternatives dans l’explication de la responsabilité morale sur cette seule base.

Indeterminismo e liberdade em Hume

Embora Hume eventualmente pareça supor que os processos naturais ocorrem de modo determinístico, sua concepção da causalidade proíbe que os conheçamos enquanto tais, pois, para ele, toda idéia de conexão necessária entre eventos é de natureza psicológica. em nossa análise dessa questão, argumentamos que: a) nas suas principais passagens sobre a causalidade, Hume não assume um compromisso forte com o determinismo; b) certas partes de seus textos sugerem que o indeterminismo é ineliminável, no conhecimento da natureza; e c) sua concepção causal da liberdade supõe o indeterminismo dos processos naturais, e não apenas o indeterminismo em nível de seu conhecimento.