I. CONCEPTE PRELIMINARE

§1.1. NECESITATE ȘI ÎNTÂMPLARE

            În cele ce urmează voi admite fără alte comentarii următoarele teze:

            1. Există în afara noastră o realitate obiectivă, spațio-temporală numiă univers sau materie. Materia este organizată la diferite niveluri cantitative (macrocosmosul sistemelor solare, cosmosul vieții de zi cu zi, microcosmosul atomilor și particulelor elementare) și calitative (fizic, chimic, biologic și social). Sistemele materiale de același ordin de mărime se influențează între ele mai mult sau mai puțin; cele mai mici participă la alcătuirea celor mai mari; ele sunt legate prin conexiunea universală.

            2. Omul și societatea umană reprezintă o porțiune din această realitate obiectivă caracterizată, printre altele printr-un mod sui generis de reflectare a realului și a conexiunilor lui. Aceasta este cunoașterea.

            3. În orice fapt de cunoaștere există reflectarea unui dat obiectiv dar și anumite structuri biologice specifice omului. De aceea ea este exclusiv umană. Anumite fapte de cunoaștere se reidică la gradul de a fi obiective. Criteriul care duce la obiectivitate este practica social - istorică, consensul oamenilor, coroborarea între nivelul perceptual și cel teoretic.

            4. Cunoașterea se realizează prin percepție și prin teorie (rațiune). Când între ele apar divergențe ele se rezolvă de obicei în favoarea ultimei (de ex. Heliocentrismul a câștigat față de geocentrism deși contrazicea percepția; el este respins și astăzi de oamenii fără educație). Un caz particular de teorii sunt cele formale, și printre ele, cele matematice. Ele, deși provenite din realitatea nemijlocită, nu se referă totuși la ea: ele poartă asupra propriului lor corp de concepte și axiome și sunt ipotetico-deductive. Dacă p este adevărat, atunci q este adevărat - aceasta este tot ce pot ele să ne spună. Enunțul „ este considerat adevărat (respectiv fals) dacă el (respectiv negarea lui) poate fi dedus din axiome prin reguli. Adecvarea lor la real nu este o problemă simplu de înțeles și, de altfel depășește cadrul lucrării de față. Să reținem că, uneori, „fără să știm prea bine de ce” (Bourbaki, [50]) modele matematice se potrivesc unui sector al realului.

            În conexiunea universală se decelează sectoare cu anumite regularități frapante pentru cercetător (unele sunt văzute de toată lumea, iar altele numai de cei inițiați); ele sunt semnul distinctiv al necesității. Omul de știință încearcă să le explice aruncând asupra lumii o plasă de ipoteze și conjecturi. În alte serii de evenimente nu se poate găsi nici un fel de ordine și spunem că sunt efectul întâmplării. Necesitatea și întâmplarea sunt două fațete corelative ale conexiunii universale. Nici una, nici cealaltă nu apar în stare pură. Dacă arunc o piatră în sus, ea va cădea întotdeauna înapoi (necesitatea) dar locul exact unde se va opri este întâmplător. Pe de altă parte statutul ontic al acestor categorii este destul de complicat; este o mixtură de obiectiv și subiectiv. Nici un om sănătos nu va spune că piatra cade înapoi din întâmplare (deși există o întreagă tradiție filosofică după care legile naturii sunt contingente) - dar pot fi mulți care să spună că a căzut aici și nu în altă parte pentru că așa trebuia, era necesar să se întâmple astfel (o întreagă linie filosofică pornind de la Democrit și continuând cu Spinoza și Laplace). Vrea să spun prin acst exemplu că, totuși necesitatea mi se pare „mai obiectiv㔠decât întâmplarea cel puțin în ceea ce privește consensul recunoașterii primeia. Ordinea este mai ușor de recunoscut decât dezordinea. Kneale scrie în [29] c㠄De fapt cuvântul necesitate este cel mai puțin problematic dintre cele cu care avem de-a face în acest domeniu al filosofiei”(adică al filosofiei probabilității n.n.)

            În literatura marxistă se insistă asupra unității dialectice între necesar și întâmplător și asupra caracterului relativ al deosebirii între ele. Engels subliniază în „Dialectica Naturii” că întâmplarea reprezintă o formă de manifestare a necesității și că necesitatea își croiește drum prin mulțimea întâmplărilor ca tendință dominantă. După cum se arată în manualul [35], notele caracteristice ale necesității sunt obligativitatea, inevitabilitatea apariției.

            În Dicționarul de Filosofie (1978) este dată următoarea definiție (pg. 490): „Necesitatea desemnează însușirile care au un temei intern, decurgând inevitabil din esența lucrurilor, din legile lor de dezvoltare. Întâmplarea desemnează însușiri și raporturi care au un temei extern, fiind în consecință neesențiale”. Recunosc aici definiția lui Hegel (citată din [35], pg. 230): „Întâmplătorul este ceva ce poate să fie sau poate să nu fie, poate să fie așa sau altfel (și a cărui ființă sau neființă, a cărui ființare într-un fel sau altul este întemeiată nu în el însiși, ci în altul)”. Recunosc că este foarte greu de dat o definiție, dar a include conceptul de lege în definirea necesarului mi se pare deja un cerc vicios. Pe de altă parte să luăm exemplul cu piatra aruncată în sus. Nu cade la loc fiind atrasă de pământ ? Și atunci temeiul căderii ei nu este extern ? Așadar cade la loc întâmplător ?

            A. Cournot [11] distinge între necesitatea logică și cea naturală. Definiția ultimeia se bazează pe conceptul de probabilitate, așa că o voi studia în §2.2. Rețin numai că necesitatea logică este mai ușor de înțeles decât cea naturală: teoremele, și numai ele sunt necesare. Pentru Leibniz, legile naturii au un caracter contingent dacă le comparăm cu tautologiile logice: Dumnezeu ar fi creat lumea „într-un sens oarecum asemănător cu acela în care un artist compune un sonet, un rondou, o sonată sau o fug㔠([47], pg.403). Putea să o facă și altfel. Este adevărat că se poate gândi ce s-ar întâmpla dacă timpul ar curge invers, dacă s-ar putea realiya penetrabilitatea materiei, etc. Exact aceasta și fac autorii de romane științifico-fantastice. Dar nu se poate gândi ce ar fi dacă  sau dacă p ar implica non p. Așadar trebuie distins între diferitele tipuri de necesitate. M. Markoviæ ([1], pg.968) distinge între:

            1. Necesitatea logică (relativă la un sistem formal, independentă de orice tip particular de experiență - analitică și a priori. Ea nu poate fi totuși independent㠄de experiența umană în general și de realitate in toto, deoarece atunci ar fi vorba de ficțiuni arbitrare ale unei minți alienate”)

            2. Necesitate empirică (poartă asupra unor segmente particulare din realitate și este pusă în evidență de tipuri concrete de experiențe; este sintetică și a posteriori)

            3. Necesitatea fizică (caz particular al lui 2; se referă la obiecte fizice - adică existând obiectiv, putând fi localizate în spațiu și timp și având proprietăți de masă sau energie). Conceptul presupune:

                        a) o structură reală a obiectelor,

                        b) un corp de cunoștințe care preced cercetarea și

                        c) un set de aserțiuni valorice din care să rezulte ce anume este considerat esențial,                     relevant, normal, semnificativ și adecvat și ce anume ar trebui considerat neesențial,                      anormal, irelevant

În plus se pleacă de la premiza ontologică a unui minim de ordine în lumea reală, fără de care noțiunea și-ar pierde sensul.

            În lumea reală este totuși mai puțină ordine decât în teoriile noastre - arată același autor. De aceea conceptul de necesitate fizică trebuie înțeles flexibil, într-o manieră istorică: teoriile noastre sunt aproximări imperfecte ale realului și abateri de la legile necesare sunt permanent posibile. Ele par accidentale, întâmplătoare în sistemul actual, dar, este posibil de imaginat că într-un alt model fizic vor fi necesare. Relativitatea distincției între necesar și întâmplător este atât ontologică, cât și epistemologică - ținând de un sistem de referință. În plus mai apre și o relativizare axiologică (Lorentz explica rezultatul experienșei Michelson-Morley prin scurtarea corpurilor ca efect al rezistenței eterului: păstra spațiul și timpul absolute, dar legile fizicii se relativizau în raport cu sistemul de referință. Einstein a preferat să relativizeze spațiul și timpul pentru a asigura invarianța legilor fizicii la schimbarea sistemului de referință inerțial).

            În cadrul necesității fizice autorul distinge trei tipuri:

            3.1. Necesitate strictă. Așa numitele „legi dinamice”: dându-se poziția inițială și viteza inițială se prevede poziția la orice timp ulterior. Apare la sisteme simple cu un mic număr de factori relevanți.

            3.2. Necesitate tendențială. Este vorba de legile statistice caracterizate prin predicții de frecvență, și în care se vede o tendință centrală: temperatura medie într-un loc în funcție de anotimp.

            3.3. Necesitate negativă, în sensul lui Spinoza („Determinatio negatio est”): nu exită o tendință centarlă: legile nu pot decât să marginească un set de posibilități, fără a se întrevedea o tendință centrală. La aruncarea cu zarul, se știe totuși că zarul nu va rămâne în aer, nu se va opri pe un colț și nu se va rostogoli la nesfârșit.

            Mi se pare totuși că ultimul tip este prea larg pentru a se încadra în conceptul de necesitate; oricum, o necesitate de tipul 3.3 este trivială și nu poate satisface nici un om de știință. El va încerca să treacă la tipul 3.2., încercând să estimeze măsura probabilităților care apar, adică, să facă predicții de frecvență. Cu alte cuvinte își va pune problema să calculeze diferitele probabilități care apar.

§1.2. DESPRE ALEATOR

            În zecile de milenii de evoluție, în toate limbile pământului au apărut cuvinte ca „întâmplător”, „contingent”, „poate că ...”, „șansă”, „noroc”, „soartă”, „hazard”, „aleator”, „ghinion”, „accident”, „caz”, etc. Caracteristica lor principală este că se referă la o lipsă de cunoaștere. Sub ele se ascunde referirea la un anumit tip de fenomene caracterizate prin faptul că sunt inprevizibile. K. Popper scrie ([47], pg.168): „Evenimentele aleatorii au drept caracteristică particular㠄imprevizibilitatea”... despre ele suntem înclinați să credem că orice metodă rațională de a prevedea apariția lor este sortită eșecului. Avem într-un fel sentimentul că nu un om de știință, ci numai un profet le-ar putea prezice”.

            Cum și când apare aleatorul ?

            Să considerăm următorul exemplu de aruncare cu banul: așezăm o monedă pe colțul unei mese în aceeași poziție (de exemplu cu stema în sus) și cu steluța de la stemă pe bisectoarea colțului mesei. Să o împingem apoi cu grijă pe direcția bisectoarei, pînă cade singură pe parchet sau ciment. Să repetăm această experiență de câteva ori, notând rezultatul apărut. (În Anexa 1 sunt prezentate rezultatele în urma a 1000 de experiențe.) Vom vedea că, deși condițiile inițiale au fost, pe cât posibil, identice rezultatul (apariția banului sau a stemei) continuă să rămână imprevizibil. Este adevărat că, dacă banul este mai ușor, suprafața pe care este mai absorbantă (covor) și dacă înălțimea de la care se lasă moneda să cadă este mai mică (un scăunel), se va observa o preferință pentru una din fețe, totuși rezultatele individuale continuă să fie imprevizibile. Am putea imagina un dispozitiv capabil să dea drumul monezii să cadă din aceeași poziție dar de la o înălțime reglabilă. Vom vedea că, dacă înălțimea este suficient de mică, experimentul va da rezultate deterministeș moneda va cădea mereu pe aceeași parte. Dar, începând cu o înălțime  vor începe să apară ambele fețe. Caracterul experimentului devine brusc aleator în sensul că, deși o față va fi favorizată, nu vom putea spune când, la a câta aruncare apare fața opusă.

            Dintr-un alt punct de vedere, trecerea nu este totuși bruscă, ci continuă: cu cât înălțimea de la care cade banul este mai mare, cu atât rezultatul este „mai aleator” în sensul că frecvența apariției feței defavorizate va fi la început foarte mică, „neglijabilă”. Dacă inventăm o teorie ad hoc care prezice că pentru înălțimea h cutare (mică) banul va cădea mereu pe fața favorizată, ea va fi acceptabilă practic, la fel cum teoria gravitației a lui Newton era acceptabilă practic în ciuda nepotrivirii ei pentru Saturn (mă refer la perioada premergătoare descoperirii planetei Uranus. Newton însuși era dispus să accepte o oarecare contingență a principiului său: din când în când apărea divinitatea ca să corecteze micile dezordini care păreau să apară la periferia sistemului solar).

            Ce este esențial fenomenelor aleatorii este că mici schimbări ale stării inițiale, imposibil de măsurat cu ajutorul instrumentelor actuale, produc modificări mari ale rezultatului final.

            Kolmogorov ([44'],1951) distingea trei moduri de intervenție a stocasticului în desfășurarea proceselor reale:

            1. Desfășurarea procesului este subordonată unor legi riguroase, care îl definesc univoc pe baza condițiilor inițiale, dar aceste condiții inițiale sunt aleatoare, în sensul că nu mai pot fi reproduse exact la o nouă reluare a experimentului. De exemplu aruncarea zarului (în vid aș adăuga eu)

            2. Întreaga desfășurare a procesului este aleatoare (mișcarea browniană)

            3. În desfășurarea în timp a procesului se poate manifesta o lege fundamentală simplă, dar ea poate fi complicată de perturbațiile aleatorii care acționează în ecursul întregului proces (de exemplu evoluția temperaturii la o anumită longitudine și latitudine, mișcarea planetelor, evoluția unui proiectil după ce a fost lansat, mareele, etc.)

            Un lucru de natură să îngreuneze înțelegerea conceptului de aleator este relativitatea lui ontologico-gnoseologică. În aprecierea unui fenomen drept aleator este esențială limita cunoașterii noastre, ignoranța noastră. În definitiv ceea ce este aleator pentru mine, poate să nu fie la fel pentru altcineva. Cred totuși că relativitatea nu trebuie împinsă prea departe, pînă la a ajunge la afirmații de genul „totul este întâmplător” sau „nu există întâmplător”. A doua teză mi se pare totuși mai comodă. Ea ascunde următoarea supoziție ontologică: „În orice șir de evenimente, oricît de neregulat ar fi el, trebuie să existe o cauză din care ele decurg cu aceeași necesitate ca și rotirea Pământului în jurul Soarelui” (Laplace, [33], pg.5).

            Să recunoaștem că nu vom putea demonstra niciodată că nu este așa. Credința în necesitatea absolută este înrădăcinată profund în spiritul uman. Întotdeauna vor exista oameni care să creadă în „soartă”, „destin” - sinonime ale Necesității. Eu aș obiecta determinismului ?? Laplaceean mai întâi că dacă ar fi așa, devine de neînțeles puterea predictivă a teoriilor statistice, recunoscută de toți (cinetica moleculară, teoria căldurii, etc.). Este adevărat că demonul său poate prevedea pe ce față va cădea banul, sunt gata să accept astaș dar cum explică el faptul că în aproximativ jumătate din cazuri va apărea stema și în jumătate banul ? Și chiar dacă mi-ar explica stabilitatea frecvențelor - ceea ce ar fi un lucru formidabil - i-aș argumenta faptul că un asemenea mod de a vedea lucrurile nu ajută cu nimic omul de știință, fizicianul; ba poate că îl și încurcă. Se știe doar că una din principalele dificultăți în fundarea mecanicii cuantice a fost de ordin psihologic: fizicienii nu puteau renunța la ideea că o particulă trebuie să se miște pe o traiectorie (determinismul ?? Laplaceean se manifestă în fizică prin necesitatea psihologică de legi dinamice, deduse din ecuații diferențiale). Ori, se pare că experiența cu bifanta lui Young nu este compatibilă cu acest mod de a vedea lucrurile. Ma concret, a doua obiecție sună cam așa: să admitem că aș putea măsura cu precizie suficientă înălțimea de la care cade moneda, masa ei, coeficientul său de elasticitate, coeficientul de elasticitate al planului pe care cade și că aș putea menține aceste condiții riguros constante (ceea ce nu este cazul); să mai admitem că peste câtva timp voi avea și un model teoretic suficient de precis care să descrie ce se întâmplă când moneda interacționează cu masa pe care cade (ceea ce, mai ales, nu este cazul). În aceste condiții chiar, realizînd experiența în vid, și tot ar apărea un sistem de ecuații diferențiale a căror rezolvare cu precizie suficientă ar necesita un volum uriaș de calcule - aproape de negândit. Iar acest exemplu este o jucărie față de problema prevederii feței pe care cade un zar sau a poziției exacte în care o picătură de ploaie va atinge pământul. Pe scurt, obiecțiile sunt de natură pragmatică: determinismul absolut nu este operațional pentru știință.

            Dar cred că aleatorul are și un temei ontic: el există ca un tip special de dezordine. În acest sens sunt de acord cu Popper care consideră c㠄pentru o teorie obiectivă a probabilității și aplicarea ei la noțiuni ca entropia sau dezordinea moleculară este esențială o caracterizare obiectivă a neregularității sau dezordinii întâmplătoare ca tip de ordine... Am fi tentați să spunem că hazardul sau dezordinea nu poate fi un tip de ordine descriptibil obiectiv, ci trebuie interpretat ca o lipsă a cunoașterii noastre asupra ordinii existente - dacă o asemenea ordine există în general. Cred că trebuie să ne împotrivim unei asemenea tentații și că poate fi dezvoltată o teorie în care să construim tipuri ideale de regularitate”.

            Primul care a fost dispus să recunoască un temei ontic hazardului a fost A. Cournot (1802 - 1877). Teoria lui despre aleatorul obiectiv este în inima concepției sale despre probabilitate. La cizelarea tezelor sale a mediatat în jur de 30 de ani vădind o consecvență ieșită din comun, dacă ne gândim că atmodfera intelectuală a timpului nu era propice unei atare concepții.

            Iată teoria sa: în natură există lanțuri cauzale având fiecare determinismul lor imanent și care se dezvoltă în paralel, fără a exercita vreo influență vizibilă una asupra alteia. Uneori ele se intersectează. Fenomenele care se petrec la intersecția a două sau mai multe asemenea lanțuri cauzale independente le numește aleatoare. De exemplu, căsătoria este un fenomen tipic aleator. Cei doi parteneri provin cu necesitate din lanțuri cauzale, dar intersecția lor este ceva fortuit, contingent , întâmplător. Sau un accident de circulație: pietonul x traversează neglijent să ia autobuzul, automobilul y îl calcă. Fiecare cu determinismul lor imanent. Postulatul de bază al lui Cournot în susținerea teoriei este că în univers există serii cauzale independente de evenimente. „Ideea de hazard este ideea întâlnirii unor fapte rațional independente (sublinierea sa) unele de altele, întâlnire care prin ea însăși nu este decât un fapt căruia nu i se poate găsi vreo logicăsau vreun motiv” ([11], §42). Sau „este un principiu al bunului simț că în natură exită serii de fenomene solidare, depinzând unele de altele și alte serii care se dezvoltă paralel sau succesiv fără ca între ele să fie ?? vreo dependență. Există, este adevărat filosofi care spun că totul în lume se leagă și ei dovedesc aceasta prin argumente subtile sau prin glume (plaisanteries) ingenioase, dar totuși nu pot înlătura credința simțului comun. Nimeni nu va crede serios că, dând cu piciorul în pământ va influența un vapor care plutește la antipozi sau va deranja satelițiilui Jupiter. Chiar dacă ar admite în teorie existența vreunei perturbații, ar trebui să recunoască că ele sunt infinit de mici, deci că fizic, ele nu exist㔠([11], §40).

            Efectul cauzelor se amortizează în timp și spațiu „Existența unui om este un sistem închis, o scânteie, un mic vârtej (turbillon) în raport cu universul sau cu alți oameni depărtați în timp și spațiu” ([36], pg.182).

            Pe scurt, universul este disociat într-o mulțime de mici toturi care înglobează unele într-altele. Dacă două asemenea toturi de același ordin de mărime se intersectează, apare ceva aleator.

            Teoria este intenționată a fi pur realistă: ideea de hazard „nu ține de modul nostru de a judeca”, „Hazardul subzistă între lucruri”. Chiar și pentru demonul lui Laplace ar exista hazard: „determinismul absolut nu exclude ideea independeței cauzelor și deci nici pe cea de accidental fortuit”. Mai precis: „Să presupunem, ca Laplace că natura are un număr mic de legi imuabile. Ar fi suficient să aibă două, independente una de alta ca să facă loc și întâmplării (fortuité) în guvernarea lumii”. În plus „indiferent dacă noi cunoaștem sau nu legea proprie a două serii cauzale independente, din momentul în care se intersectează apare hazardul. El nu se diminuează pe măsură ce cunoașterea se adâncește.”

            Totuși abordarea Cournotiană ridică dificultăți epistemologice, dacă este interpretată prea consecvent. De exemplu, dacă am înțeles eu bine, un fapt aleator nu este neapărat imprevizibil („Întâlnirea a două serii cauzale independente nu este absolut imprevizibilă. Ea scapă previziunii noastre care se mișcă într-un orizont îngust; dar, dacă am lărgi câmpul previziunii, unele dintre ele le-am putea prevedea. Dar chiar previziunea lor nu le-ar ridica caracterul lor fortuit”). Deci demonul lui Laplace ar putea prevedea toate intersecțiile tuturor seriilor cauzale, fie ele și independente, și ceea ce ar rezulta din ele. Pentru el totul ar necesar, fiind previzibil. Or, așa se contrazice accepțiunea dată de bunul simț - ca să îl urmăm pe Cournot - noțiunii de hazard. Coexistența determinism - hazard - previziune a fost numită de comentatori „paradoxul lui Cournot” ([36]).

            Pe de altă parte nu îmi este prea clar ce înseamnă serii cauzale independente. Noțiunea de „indepenț㔠nu mi se pare de loc mai simplă ca cea de „aleator”. Să însemne că nu au vreo legătură cauzală ( = genetică ??) una cu alta ? Schijele unei grenade nu formează în acest caz serii independente căci provin din aceeași explozie; totuși repartiția lor este aleatoare. Să însemne oare faptul că cele două serii cauzale nu se influențează reciproc, fiind situate la mari distanțe spațio-temporale ? Dar atunci ele nu se pot nici intersecta.

            Tot Cournot pare să dea și o altă accepțiune a hazardului ca fiind opusul ordinii, adică evenimentele aloatoare nu pot fi urmărite prin formule matematice simple (de exemplu subînțelege aceasta când analizează simptomele de aleator care apar în dezvoltarea zecimală a lui ). Mi se pare că această cale este mai comodă. Pe ea s-a și mers, de exemplu, când s-a încercat a se da o formulare precisă, matematică a conceptului de aleator și, pe cât posibil, a se ajunge la un aleator „obiectiv”, adică fărp presupunerea unui eventual observator.

            Vom restrânge discuția la întrebarea mai precisă: ce se înțelege printr-un șir de numere aleatoare ? Simplificând la maximum, putem presupune că șirul  nu ia decât două valori: 0 și 1. Discuția are importanță nu numai epistemologică ci și practică, deoarece multe probleme în care intervine calculul unor integrale multiple, se simulează pe calculator (deoarece nu se pot calcula exact) folosindu-se „numere aleatoare”. Mai precis, în cazul calculării unor volume n - dimensiona-le complicate se procedează astfel: se încadrează, prin omotetii și translații potrivite, volumul într-un cub n - dimensional de latură 1. Apoi se produce un șir de vectori n - dimensionali (adică sisteme ordonate de n numere cuprinse între 0 și 1) „aleatori” - în limbaj matematic, se numesc „uniform distribuiți” deoarece ei nu trebuie să manifeste „preferinț㔠pentru nici o celulă a hipercubului respectiv și se calculează frecvența relativă a vectorilor care aparțin domeniului respectiv. Conform legii numerelor mari, această frecvență relativă aproximează volumul căutat. Totul este ca vectorii respectivi să fie într-adevăr aleatori și să se producă într-o cantitate suficient de mare. Ce înseamn㠄suficient de mulți” este o problemă care ține de resortul matematicii; ce înseamn㠄aleator” îmi pare că nu ține numai de aprecierea matematicianului.

            Acum sensul practic al întrebări: ce înseamnă numere aleatoare ? este, cred, clar: calculatorul nu poate produce numere decât după o regulă care se programează. Este cel puțin incomod - ca să nu spun nesatisfăcător matematic, episemologic, să aruncăm cu banul de câteva sute de mii de ori și să înarmăm meoria calculatorului cu acest tabel de numere - deși există tabele de numere aleatoare produse de mecanisme stocastice, dar ele nu conțin decât maximum 8000 de numere.

            Prima încercare a fost făcută de von Mises (1919); noi vom reproduce definiția superioară ca formalizare din lucrarea postumă [38'], 1965, unde definiția inițială este modificată de A. wald. Vom adapta definiția la șirurile particulare anunțate, formate numai din 0 și 1. Von Mises o numește axioma hazardului (randomness, Regelosigkeitsprinzip).

            Definiție. Fie  un șir și . Șirul se numește aleator (v. Mises spune că formează un colectiv (Ensemble, Kollektiv)) dacă:

            1. Există  ca

            2. Pentru orice sistem de funcții  („regulă de joc”) subșirul  satisface proprietatea 1, unde

,...,

            În cuvinte: subșirul  este format numai din acei termeni ai vechiului șir  pentru care . Axioma a 2 -a a hazardului cere ca acest nou subșir să aibă aceleași proprietăți privind frecvența relativă a lui 1 și 0.

            Operația de extragere a unui nou subșir din cel mai vechi se numește „selecție de loc” (Stellenauswahl, place slection). De exemplu, dacă  dacă  și 0 dacă , regula de selecție este: „selecteayă numai succesorii lui 1”.

            Definiția de mai sus a ridicat un val de critici. Mai întâi Pius Servien ([57]) scria, exasperat: „Ce se poate cu o asemenea ființă matematică ? Șirurile se împart în două categorii: unele despre care știm că nu verifică axioma hazardului pentru că sunt date de o regulă, și altele despre care nu știm numic”. Aceasta este o obiecție de natură estetică serioasă. În matematică este foarte neplăcut de lucrat cu obiecte pe care nu le „vedem” prin exemple. În cazul definiției lui von Mises obiectul avut în vedere era aruncarea cu banul. Din păcate acesta nu este un obiect matematic, ci empiric, lăsând la o parte faptul că aici nu este vorba de un șir veritabil, deoarece nimeni nu a aruncat până acum o monedă de o infinitate de ori. S-ar putea argumenta că nici pentru șiruri de variabile aleatoare independente și identic repartizate nu avem decât exemple empirice. Totuși, nu este așa: formalizarea Kolmogorov șirul a n-a cifră diadică din dezvoltarea lui  formează un asemenea șir, unde probabilitatea este măsura Lebesgue. Exempluleste intuitiv și mult studiat. Variabilele  se numesc funcții Rademacher.

            O obiecție mai serioasă a fost multă vreme aceea dacă nu cumva se vorbește despre mulțimea vidă (s-au mai întâlnit cazuri în matematică !). Există  șiruri  care  satisfac  definiția  lui   v. Mises de mai sus ? Pentru  este relativ ușor de arătat că aproape toate șirurile (deyvoltarea binară a lui ) satisfac definiția. „Aproape toate” înseamnă că mulțimea punctelor x din  care, dezvoltate diadic dau naștere la șiruri nealeatoare este neglijabilă relativ la măsura Lebesgue. A Wald a demonstrat (vezi [38']) că pentru orice  mulțimea șirurilor care staisfac definiția lui von Mises este nenumărabilă.

            H. rechenbach (1935) a remarcat în [49] că noțiunea de colectiv nu modelează decât acel tip de aleator întâlnit în „experiențe repetate în condiții identice” unde este un fapt stabilit empiric că frecvențele se stabilizează, dar nu și aleatorul întâlnit în alte situații unde un aleator de primul tip se suprapune peste o tendință deterministă (fenomene meteorologice) sau unde frecvențele nu sunt aceleași la toate subșirurile extrase prin „place selection” (accidentele de circulație care sunt mai frecvente duminicile). În locul colectivelor, el propune noțiunea de „șiruri normale”. Acestea sunt discutate în Anexa 4. Șirurile lui au însă un dezavantaj în comun cu cele ?? à la von Mises: nu se spune nimic despre viteya lor de convergență. Ambii acceptă posibilitatea unor șiruri care, de exemplu încep cu  zerouri ca apoi să continue aleator; ori, empiric, este clar că așa ceva nu poate fi considerat aleator.

            K. Popper îndepărtează acest neajuns înlocuind conceptul de colectiv cu cel de șir „absolut liber” ([47]). În esență, un șir este absolut liber dacă este n - liber pentru orice n, iar n - liber înseamnă că este insensibil la „place selections” particulare de tipul

, ... , iar , , ...,  unde  sunt date în prealabil.

            Astfel, un șir n - liber este stabil numai la  selecții de vecinătate. De exemplu, șirul periodic cu perioada egală cu 12

                        000110100111...         este 2 - liber

            Avantajul este că asemenea șiruri „absolut libere” se pot construi prin algoritmi. Empiric, ele sunt „mai aleatoare” decât cele ale lui von Mises, deoarece ele sutn neregulate chiar de la început (noțiunea de n - libertate se poate da și pentru șiruri finite). Popper le numește și quasialeatoare și încearcă să demonstreze că în cazul lor se poate renunța la axioma limitei. Metoda lui antrenează și o nuanțare a noțiunii de „aleator”: șirurile 2-libere sunt mai aleatoare decât cele 1-libere, dar „mai puțin aleatoare” decât cele 3-libere, etc.

            O a treia idee de formalizare a noțiunii de „sir aleator” este dată de Kolmogorov în [??], pornind de la noțiunea de funcție recursivă și efort de calcul. Ideea lui este următoarea: să considerăm următoarele șiruri:

            1) 1100110011001100

            2) 11001001100001100110010011000110000001010001...

            3) 101111100101010001101001110010011011000101011000

            Primului i se poate atașa o regulă simplă: doi de 1, doi de 0. Cel de-al doilea pare aleator, dar totuși nu este așa: sub el se ascunde o regulă simplă. Pur și simplu am scris numerele 1, 4, 9, 16, 25,... (pătratele numerelor naturale) în baza doi și apoi le-am aranjat, fără spații, unul după altul. Al treilea este obținut prin înregistrarea rezultatelor unei experiențe de aruncare cu banul.

            Kolmogorov propune următaorea definiție: un șir este aleator, dacă singurul procedeu de a-l descrie este simpla enumerar. Un procedeu de descriere este o funcție recursivă; mulțimea funcțiilor recursive este numărabilă, așa c㠄aproape toate” șirurile de 0 și 1 sunt aleatoare.

            Se pot ridica obiecții spinoase și împotriva acestei definiții. Conceptul mi se pare la fel de impropriu pentru matematică ca și cel al lui von Mises. În cazul unui exemplu concret, făcând și aici abstracție de faptul că nu se poate da un șir fără vreo regulă de construcție, cine poate garanta că șirul nu ascunde totuși sub el o regulă, pasibilă de a fi exprimată prin funcții recursive ? Este ca și cum am dezvolta o teorie geometrică foarte bogată, însă nu am putea recunoaște dacă figura cutare este cerc sau pătart. Conceptul lui Popper de n - libertate cel puțin este testabil empiric. Cel al lui Kolmogorov se reduce, grosso modo, la faptul că șirul  este aleator dacă matematicienii nu-l pot prevedea pe  din ,..., - ceea ce îmi pare prea gnoseologizant pentru a fi operațional.

            Practicienii se descurcă, în simularea pe calculator și fără vreo definiție a numerelor aleatoare. Se scriu cărți întregi pe această temă. Se folosesc mai ales procedee de generare congruențiale, de tipul  unde m, p,  sunt numere naturale alese în așa fel încât șirul să fie foarte neregulat, dar se face apel și la teoria ergodică, folosindu-se durogatul „șir ergodic” pentru înlocuirea șirului aleator. (Șirul  se numește ergodic dacă pentru orice , , adică frecvența relativă a numerelor cuprinse într-o mulțime măsurabilă din intervalul  converge la măsura Lebesgue a mulțimii respective). De exemplu, pentru orice număr q irațional și pozitiv, șirul  (partea zecimală a lui nq) este un șir ergodic, dar demonstrația acestui fapt nu este deloc elementară.

            Mai există o cale de formalizare a ideii de hazard, obișnuită astăzi în lucrările de teoria informației, și anume prin entropie mare. Dar, entropia, în sens matematic, face apel la probabilități și noțiunea de aleator mi se pare anterioară celei de probabilitate.

            Ceea ce mi se pare valoros în abordările mergând pe direcția deschisă de von Mises este conceptul de „aleator obiectiv” caracterizat printr-un anume tip de dezordine (care încearcă să modeleze dezordinea moleculară) la nivel de individ dar în care se manifestă ordinea la nivel colectiv, prin stabilizarea frecvențelor relative. În definitiv probabilitatea „fizic㔠nu poate fi estimată decât prin frecvențe relative; dacă ele nu sunt stabile, afirmația „probabilitatea evenimentului cutare este p” devine principial neverificabilă - deci un nonsens fizic. Această viziune mi se pare convenabilă interfeței Teoria Probabilităților - Științele naturii: dacă există un aleator obiectiv, manifestat printr-o dezordine sui-generis, studierea lui nu este numai o lipsă de cunoaștere, o convenție, ci tot o cunoaștere a unei zone a realului.

            Punctul de vedere exprimat mai sus este departe de a întruni aprobarea tuturor celor care au meditat asupra conceptului de hazard. A prinde aleatorul într-o formulare matematică pare multora un nonsens, un demers sortit eșecului, sau cel puțin o intreprindere inutilă. „Cred că matematica nu va putea niciodată defini, e o manieră general admisă ce înseamnă hazardul” spunea Cramer în [11']. Mai violent se exprimă Pius Servien [57]: „Obiectul teoriei probabilităților - hazardul - sună obscur și necunoscut. Conceptul păstrează rădăcini din limbajul liric. În lipsa unei definiții precise a hazardului, cuvântul trezește în noi un sentiment vast și vag. Cei care consideră că Teoria Probabilităților este știința hazardului în acordă mereu un sens pe care nu îl are... Văzut astfel, obiectul teoriei este obscur și cu tente de profeție”. Mai mult, „de la Pascal până astăzi (1941, nn) Calculul Probabilităților a trăit într-o atmosferă sui-generis. Filosoful avea o armă nouă; matematicianul se găsea capabil să intervină, ca posesor al acestei  Arte  în  domeniul  filosofic, într-un domeniu de limbaj hibrid (language melé) unde Limbajul Științelor și Limabjul Liric rămân înlănțuite și unde se folosesc, fără discernământ metode valabile numai în primul din cele două domenii”. Dar, continua același autor, agasat de pretențiile filosofice ale probabilișilor - și etse un fapt că toți marii matematicieni care s-au ocupat de fundarea teoriei probabilităților au avut și preocupări filosoficeș s-a întâmplat însă și invers: filosofi de prim rang să participe și ei la fundarea probabilităților (Carnap, reichenbach, Popper) - „efortul de a capta hazardul în definiții matematice este un fel de miraj de lungă durată în teoria clasică a probabilităților, care a încercat să îl exorcizeze. Teoriile mai noi, „revoluționare” (se referă la von Mises), chipurile mai raționale, nu au făcut decât să îl introducă în inima teoriei, de unde rezultă o situație absurdă”.

            Situația absurdă de care vorbea autorul francez se referea, bănuiesc, la mixtura de empiric și matematic care se vedea la von Mises. Bănuiesc că el nu citise cartea lui Kolmogorov [??], deși apărută cu opt ani înainte, pentru că acolo ar fi văzut o teorie pur matematică.

            Este interesantă, deși nu neapărat revelatorie pentru scopul nostru, studierea etimologic comparativă a sensului cuvântului „aleator” în diverse limbi. Mai întâi, în limbile latine se folosesc derivări ale latinescului „alea” care însemna zaruriș apoi cuvântul a ajuns să desemneze jocul de noroc, în general. În latina literară, întâmplător se spunea „casualis” adică provenit dintr-un caz, întâmplare, accident; o mică diferență de nuanță avea „fortuitas” care însemna un aleator de altă sursă, supranaturală. Iată care este situația în câteva limbi moderne (vezi și [19]).

Engleză:          Random (”having no definite aim or purpose” - termenul folosit în matematică; din                     franceza medieval㠄randonir”= a galopa) sau Casual (”produced by chance,                             accidental fortuituous”)

Franceză:        Aleatoire („incertain, hazardeux” - folosit în matematică) sau Fortuit

Spaniolă, Portugheză:                Aleatorio

Italiană: Casuale

Germană:          Zufällig (Fall = caz, Zufall = întâmplare)

Olandeză:         Toevallig (ca în germană)

Norvegiană:      Tillfeldig (ca în germană)

Suedeză:           Slump (??)

Rusă:                Sluèainâi (Sluèai = caz, întâmplare)

Bulgară:            Sluèaen (ca în rusă)

Sârbo-croată:   Sluèajan (ca în rusă)

Poloneză:          Łosowz (łos = soartă) dar și Przypadkowy (padáè = a cădea, przypadek = întâmplare,                         caz)

Cehă:               Náhodny (hod = arunacre, nahoda = întâmplare)

Maghiară:         Veletlén (= neintenționat)

Greacă:            Symptematicos (Symban = caz, Symptesis = întâmplare, hazard), Stochastikos sau                    Tychaios

Albaneză:         Ghivori (??)

Arabă:              Amœua - ii un ?? (), adafii un () ????

Chineză:           (sui = conform cu, a se supune; jī = caz, șansă, posibilitate)

            Se poate observa că în majoritatea limbilor, aleator este corelat cu „caz” în sensul de accident, întâmplare; în câteva este chiar calchierea lui casualis. Termenii sunt cei folosiți în matematică (vezi [??]).

§1.3. POSIBIL  ȘI  PROBABIL

            În discutarea celor două concepte cred că trebuie făcută o distincție clară între sensul atribuit lor în limbajul obișnuit și cel implicat într-o teorie științifică sau în filosofia probabilităților.

            În principiu, orice propoziție de genul „Este posibil p” unde p este o propoziție sau un eveniment exprimă o apreciere față de respectivul enunț sau eveniment. Înseamnă că noțiunea ține de sfera gnoseologicului, exprimând anumite încrederi subiective. Totuși, în știință, conceptul are și un anumit temei ontic.

            Să considerăm următoarele enunțuri:

a) Este posibil ca Menumorut să fi fost român.

            b) Este posibil ca infracțiunea cutare să fi fost comisă de x.

            c) Este posibil ca aruncând acest zar să apară fața „6”.

            În primele două cazuri, modealizarea se referă la acțiuni trecute. În realitate Menumorut a fost român, sau a fost cuman sau orice altceva. Infracțiunea cutare a fost făcută de cineva: de x, de y sau de alt infractor. În aceste două exemple numai o singură variantă este adevărată, restul sunt false. Singurul sens pe care pot să-l dau aici lui „Este posibil ca” este cel de ipoteză de lucru a istoricului sau detectivului, de conjectură. Admiterea ei nu contrazice celelalte fapte cunoscute. Propozițiile a) și b) nu pot avea nici o valoare de adevăr. O formulare mai precisă ar fi:

            a') Nu s-a demonstrat că Menumorut nu a fost român.

            b') Nici unul dintre cei interogați nu a mărturisit că a comis infracțiunea. X a mai comis o infracțiune de același gen (și poate că nu are alibi !), deci nu am motive să îl exclud de pe lista suspecților.

            Așadar mi se pare un truism că în cele două exemple discutate, „este posibil” nu are nici un temei ontic. Această posibilitate nu există decât în mintea istoricului sau a detectivului, sau a oricui are incertitudini asupra unui lucru deja întâmplat: rebusist care rezolvă cuvinte încrucișate sau matematician care rezolvă o problemă. Din mulțimea posibilităților care se prezintă, trebuie aleasă cea care este adevărată.

            Să considerăm acum propoziția c). Se va putea obiecta: Aruncă zarul; dacă apare 6 ai avut dreptate, dacă nu, nu. Care este diferența față de exemplul cu Menumorut ? Este vorba numai de o translație temporală ! Totuși, sensul lui c) este puțin diferit. Eu nu spun că la aruncarea aceasta va apărea 6; dacă aș fi intenționat acest lucru aș fi spus, mai puțin metafizic (în sensul pozitivist neverificabil), „Acum, va apărea 6”. Or eu am spus că este posibil să apară 6 subînțelegând că mă refer la o aruncare oarecare. În acest caz afirmația de posibilitate are caracter existențial, deci este ontologică. Ea este logic echivalentă cu „Va apărea 6 la aruncarea nr. 1, sau la aruncarea nr. 2, sau nr. 3, etc.”. A dispărut modalizarea. Propoziția poate fi adevărată sau falsă. Că poate fi adevărată, este evident: este suficient să apară un singur 6. Că poate fi falsă este cu mult mai greu de înțeles. Asertările de posibilitate sunt verificabile empiric, dar nu fasificabile. Într-adevăr, pentru a nega pe c) ar trebui asertat „Este imposibil 6”. Deoarece este clar că nu poate fi vorba de o imposibilitate teoretică, acest „Este imposibil” nu poate fi interpretat decât „Este necesar empiric (fizic) să nu apară 6”. Necesitatea fizică a fost discutată provizoriu în §1.1.

            Revenind la enunțul c), să observăm că este vorba de o „posibilitate fizică”. Consider că orice afirmație de acest gen conține o asertare existențială și admite implicit un context experimental și o alternativă. În cazul de față alternativa poate fi (1, 2, 3, 4, 5, 6) - fețele zarului, sau orice sub-alternativă derivată din ea, de exemplu (6, non-6). Contextul experimental constă în faptul că zarul nu se dezagragă după prima aruncare, și că mai poate fi folosit de multe ori. Mi s-a obiectat că de multe ori, o judecată de posibilitate ??? este anterioară imaginării șirului rezultatelor, este apriori. Eu cred totuși că alternativa apare după imaginarea șirului rezultatelor. O propoziție ca c) nu o pot gândi decât ca un șir, un prototip, o familie de propoziții de genul „la aruncarea nr. k, apare fața 6”. Chiar dacă acum nu a apărut 6, posibilitatea continuă să existe. Fizicianul, omul de știință, este forțat să gândească toate posibilitățile ca existând virtual chiar dacă de fiecare dată se realizaează numai una din ele. Într-o atare accepțiune, posibilul este numai o modalitate a viitorului.

            Orice apreciere privind posibilitatea fizică a unui eveniment este legată de predicție. Din experiența empirică, sau dintr-un model teoretic știm că nu avem motive să îl excludem din calcul și că într-un număr mare de probe va apărea și el. Mecanismul logic care duce la asertarea de tip c) este de genul următor: în anumite condiții apare 1,2,...,6. Eu nu cunosc starea inițială a zarului, și nici cum se va rostogoli pe masă. Deci nu trebuie să exclud nici unul din cele 6 cazuri; deci 6 este posibil.

            Omul de știință, când planifică un experiment își prevede alternativa conștient sau nu, de o manieră mai mult sau mai puțin precisă. Estimarea ei - adică a posibilităților ?? - este un prim pas în planificarea experimentului. Pentru el, ele există în realitate. În acest sens posibilul - adică alternativa - are un temei ontic. Chiar dacă experimentul va fi făcut de un robot, posibilitățile care există se vor manifesta. Fără această supoziție ontologică nu ar fi posibilă știința.

            De aceea cred că, științific, și în sens ontologic, noțiunea de posibil se aplică, primar, la evenimente repetabile în condiții esențial identice. Dacă nu, trebuie

            1) ca evenimentul de care este vorba să fie inserat, principial, într-o serie mai mare de evenimente cu care el are ceva comun sau

            2) să fie sesizate condiții necesare care duc la producerea lui.

            Pentru a fi mai clar, să studiem exemplul

            d) Este posibil ca astăzi să plouă.

            Evenimentul nu este repetabil. Nu va mai fi un al doilea „astăzi” la fel. Metoda 1) transformă pe d) sub forma

            d1) Este posibil ca marți să plouă (dacă azi este marți) sau

            d2) Este posibil ca pe 21 iunie să plouă, etc. În orice asemenea inserare este o oarecare doză de arbitrar. Metoda 2) ar putea furniza de exemplu un enunț de tipul

            d3) Când afară este nor, este posibil ca uneori să plouă.

            (dacă asertarea posibilității a avut la bază observarea cerului) sau

            d4) Când se anunță ploaie la buletinul meteorologic este posibil să plouă. (dacă ne.am bazat temerea pe ascultarea buletinului meteorologic), etc. Toate enunțurile d1) - d4) sunt existențiale, au și un temei ontic. Este adevărat că nici una nu păstrează sensul lui d), ceea ce este normal căci d), referindu-se la un eveniment unic, nu poate avea, sub forma în care este enunțat, decât sens subiectiv.Granița ontologic - gnoseologic este foarte greu de trasat căci este un truism c㠄posibilul” este legat strâns de predicție.

            De altfel, de multe ori, aprecierea (responsabilă) a ceva drept posibil are la bază tocami sesizarea unor condiții necesare, dar nu și suficiente ca acel ceva să aibă loc. (Dacă s-ar găsi și condiții suficiente, evident că nu se va mai spune „Este posibil” ci „În mod necesar”) Această regulă are o mare valoare euristică, în raționamentul prin analogie. Conjecturile și teoremele în matematică pleacă tocmai de la sentimentul obscur c㠄Este posibil p” generat de sesizarea unor condiții necesare ca p să fie adevărată. Din fericire, în matematică, lucrurile nu se opresc aici: mai trebuie arătată și suficiența condițiilor descoperite, iar dacă nu, infirmă conjectura print-un contraexemplu. Ca să dăm un exemplu banal, ca o funcție să admită primitivă, ea trebuie să aibă proprietatea lui Darboux. Dacă nu o are, totul este în ordine: funcția nu admite primitivă. Mai greu este dacă o are, căci atunci existența primitivei devine posibilă, dar nu obligatorie.

            În literatura marxistă nu mi se pare suficient clarificat sensul conceptului de posibil deși categoriile „posibilitate - realitate” stau în centrul materialismului dialectic. De exemplu, în [13] este dată următaorea definiție: „Posibilitatea este tendința generală obiectivă a devenirii sistemelor în conformitate cu determinismul lor imanent și în corelație cu determinările lor exterioare. Ea este o modalitate viitoare de realizare a sistemelor existente, o realitate în devenire.” Mi se pare că interpretarea posibilității ca tendință de devenire nu are nimic comun nici cu sensul comun al conceptului, nici cu cel atribuit în știință. Iar termenul „realitate în devenire” cred că trebuie înțeles sub forma „mulțimea tuturor realităților viitoare”. Noțiunea de „posibilitate obiectiv㔠nu o văd interpretabilă decât ca

            a) o condiție necesară pentru producerea unui fenomen, dar nu neapărat suficientă (ca în „Lenin a sesizat posibilitatea obiectivă a preluării puterii de către soviete”) sau

            b) desemnând alternativele unui context experimental dat (de exemplu la aruncarea cu zarul, rezultatele scontate ale unui experiment fizic).

            În analiza conceptului de probabiliate fizică - singurul căruia îi vom găsi un temei ontic - nu ne va interesa decât sensul b) al termenului.

            Judecata „Evenimentul E este posibil” este numai calitativă. O judecată, calitativă, este numai un început de cunoaștere. Omul de știință vrea să dea un sens și întrebării „Cât de posibil este E ?” Măsura posibilității lui E este probabilitatea sa. Majoritatea gânditorilor sunr de acord c㠄probabilul este o măsură a posibilului”, dar nu mai sunt deloc de acord asupra interpretării celor două cuvinte „măsură a posibilului”. Cum se poate estima această măsură ? Reprezintă ea și ceva mai mult decât o simplă părere ? Există o „probabilitate adevărat㔠a unui eveniment ? Am intrat deja pe un teren plin de nisipuri mișcătoare. Disputele în jurul interpretării noțiunii de probabilitate se poartă de un secol și ar fi ridicol să cred că punctul meu de vedere este foarte just. Majoritatea probabiliștilor de elită și-au pus asemenea probleme și se poate spune că Probabilitatea te îndeamnă la filosofare, ceea ce îl irita pe P. Servien, dar și pe alții. (Blaga compara omul de știință cu pretenții filosofante cu „un elefant într-o vitrină cu porțelanuri fine”). Totuși, Pascal, Bernoulli, lapalce, Cornot, von Mises, Bruno de Finetti au avut și preocupări filosofice (ultimii doi nici nu sunt trecuți în Dicționarul de Filosofie, deși ambii îmi par și filosofi de rasă) ca să nu mai vorbim de faptul că Carnap, Reichenbach, Popper și Russell - figuri dintre cele mai reprezenattive ale filosofiei secolului XX - și-au adus contribuția lor la fundarea conceptului de probabilitate.

            Problemele filosofice ale Teoriei Probabilităților sunt:

1. Se poate atașa o probabilitate unui eveniment aleator izolat sau numai unor colective                  statistice ?

            2. Poate fi definită probabilitatea și în termeni de altceva decât ea însăși ?

            3. Putem verfica, măcar principial faptul că ea există ? Ce sens trebuie atribuit acestei existențe ? Exprimă ea și altceva decât o lipsă de cunoaștere ? Care este statutul său ontic ?

            4. există mai multe tipuri de probabilitate ?

            Înainte de a trece la o analiză a acsetor probleme, poate că nu este inutilă o analiză semantică a noțiunilor de probabil, probabilitate în limbajul comun. Aici frontiera între posibil și probabil nu este prea clar delimitată. Uneori se folosesc cei doi termeni cu același sens. E drept că uneori auzim „E posibil, dar puțin probabil” dar, din câte am înțeles, sensul implicit era „Este posibil în principiu, dar nu o să mi se întâmple tocmai mie”. Diferența de nuanță care apare totuși este c㠄probabil” implică o pareciere mai subiectivă, personală, decât „posibil”. Chair dacă doi indivizi sunt de acord că ceva este posibil, se întâmplă ca ei să nu fie de acord că este și probabil. Dstincția resimțită ar fi oarecum analoagă celei între „posibilitate teoretică, abstract㔠și „posibilitatea concret㔠(simțim că există condiții care ne fac să ne așteptăm ca evenimentul să se întâmple).

            Pe de altă parte, „probabil” mai este resimțit ca ceva opus lui „cert” și este oarecum sinonim cu „credibil”, „verosimil”. Rezultă că principalul sens în viața de toate zilele este cel subiectiv, de așteptare personală, de încredere parțială că ceva se va întâmpla sau s-a întâmplat. „Probabil că x minte”, „Probabil că teorema cutare este falsă”, „Probabil că el a ajuns acasă”, „ Probabil că mâine mă voi duce la piaț㔠au alt sens decât acesta.

            Este șocant că analiza etiomologică arată că sensul pe care „ar trebui” să îl aibă cuvântul este cu totul altul. Cuvântul provine din verbul latinesc, „probo, probare” care înseamn㠄a verifica”. Așadar „Probabilitate” ar trebui să însemne „Verificabilitate” ! Ciudata schimbare de sens s-a petrecut în latina medievală. În latină se folosea cuvântul „verisimilitudo” pentru probabilitate și „verisimilis” pentru „probabil”. De aici și cuvântul românesc „verosimil”, cu același sens. În teoria probabilităților, însă, „verosimilitate” are un sens bine precizat: acela de probabilitate a unui eveniment provenită dintr-o ipoteză; o așa numit㠄probabilitate condiționată”.

            Dar iată care este situația în câteva limbi moderne, măcar pentru a sesiza diferența de nuanță acordată cuvântului - și care, cine știe ? poate motiva oarecum faptul că aderenții unei anume interpretări a probabilității aparțin unei școli „naționale”. Bineînțeles că aceasta nu trebuie luată prea în serios.

Engleză:          Probable, Probability;

Franceză:        Probable, Probabilité;

Spaniolă:         Probable, Probabilidad;

Italiană:          Probabile, Probabilitá;

Portugheză:    Probabel, Probabilidade;

Germană:       Wahrscheinlich, Wahrscheinlichkeit (Wahr = adevărat, scheinen = a părea; deci                                     aparent adevărat)

Olandeză:       Waarschijnlijk, Waarschijnlijkheid (ca în germană)

Norvegiană:   Sannsznlig, Sannsznlighet (Sann = adevăr, synlig = aparent, deci ca în germană)

Suedeză:         Sannolik, Sannolikhet (Sann = adevăr, olik = diferit, olikhet = diferență, așadar                          probabil = ceva diferit de adevăr) - Marele statistician și probabilist Harald Cramér                                                                                era suedez !

Rusă:              Veroiatnâi, Veroiatnost' (verit' = a crede, vera = credință, așadar: credibilitate)

Bulgară:          Veroiaten, Veroiatnost (ca în rusă)

Sârbo-croată: Verovatno, Verovatnost (ca în rusă)

Poloneză:        Prawdopodobno, Prawdopodobieńsrwo (prawda = adevăr, podobno = asemănător,                deci calchierea lui verisimilis)

Cehă:              Pravdĕpodobno, Pravdĕpodobnost (ca în poloneză)

Maghiară:      váloszinü, váloszinség (válo = adevărat, real, szin = aparență; deci calchierea lui                                     Wahrscheinlichkeit)

Greacă:                       Pzthanos, Pzthanotes (pisthein = a crede (de unde și epistemologie), deci credibil. La                 Carneade, pythanos însemna deja verosimil)

Albaneză:        Tirzë, Pelo (?)

Arabă:             muhtamāl, Ahtimāl (ل ????) ( = demn de crezare, likely);

Japoneză:       ?????(shinransei) (shin = adevăr, rai = a se baza pe, shinrai = încredere. Deci                            „credibilitate”)

Chineză:          ?????(huóránxìng : huó = poate că; rán = a corespunde. Un fel de „posibilitate”;                                    cuvântul este folosit mai mult în filosofie. În matematică se folosește ????? - gài lǜ:                      gài = posibilitate (experimentală, concretă), lǜ = raport, normă, lege, deci: legea                           posibilităților, raportul posibilităților. „Probabil” se zice ????? dā gài = mare                          posibilitate. Se folosește și ?????, cel din japoneză - de fapt este un cuvînt chinezesc,                       japonezii l-au preluat din chineza medievală - în pronunția xīn lăn xìng și înseamnă                       „încredere, credibilitate, credință, etc.”)

            Din analiza tabelului de mai sus rezultă clar că în majoritatea limbilor moderne sensul etimologic al cuvântului este pur subiectiv, de „aparent adevărat”, „asemănător adevărului”, „credibil”. Probabilul este o părere, în opoziție cu lucrurile sigure. Singura excepție o face chineza. Suedeza a simțit chiar nevoia distincției de „adevărat”, probabilul fiind „spre deosebire de ceea ce este adevărat”.

            De aceea, analiza semantică nu spune nimic despre sensul acordat noțiunii de „probabilitate” în științele naturii. Itaă definiția din [13]: „Concept de bază al teoriei actuale a determinsmului care exprimă cantitativ măsura (frecvența) transformării posibilității în realitate în procesele statistice”.

            Faptul că sensul este altul decât în limbajul obișnuit nu este rău. La urma urmelor, orice teorie, în măsura în care își merită numele, îsi delimitează strict înțelesul noțiunilor cu care lucrează față de cel „liric” - cum zice P. Servien. Vom vedea, de altfel că, probabilitatea are mai multe interpretări. Pe noi ne va ineteresa în principal cea fizică, obiectivă.

§1.4. STUDIUL  UNOR  EXEMPLE

            Exemplul 1. Am pus o monedă de 5 lei pe colțul unei mese în aceeași poziție inițială și am îmins-o cu grijă până când a căzut singură pe mochetă. Am numărat frecvența apariției stemei la serii de câte 40 de aruncări. Rezulattele și graficul evoluției frecvenței relative sunt date în Anexa 1.

            Exemplul 2. Am aruncat un zar (același pe tot parcursul experienței) urmărind la a câta aruncare apare fața „6”. Acest număr este considerat o probă. Am efectuat 3200 de probe și am tabelat rezultatele după 400, 800, 1600 și 3200 de probe. Rezultatele și histogramele frecvențelor sunt prezentate în Anexa 2.

            Privind figurile din Anexe se vede ceva care a șocat și mai continuă să șocheze cercetătorul - stabilizarea frecvențelor. Neregularitatea care apare în serii mici de probe tinde să se estompeze dacă efectuăm frecvența cumulată, după cum apare în Figura 1. Dacă am fi grupat cele 1000 de observații în 5 serii de câte 200 de probe, am fi obținut următoarele frecvențe ale apariției stemei: 97, 102, 106, 101, 101.

            Calculând raportul  unde  (respectiv ) este frecvența maximă (respectiv minimă) a apariției stemei găsim că la serii de câte 40 de probe , dar la serii de 200 de aruncări, . Faptul că acest raport devine din ce în ce mai mic pe măsură ce se mărește volumul seriilor de experimente este numit în statistică stabiliyarea frecvențelor. Faptul că la experiențe reluate în condiții esențial identice frecvențele se stabilizează este dovedit empiric și majoritatea îl acceptă ca atare. Chiar dacă filosoful poate avea îndoieli, experimentatorul este constrâns să creadă că, dacă experimentul ar continua la indefinit, frecvențele relative ar coverge spre o anumită limită. Cramér arată [11'] c㠄în ciuda neregularității evidente la nivel individual, în serii lungi (long run) apare o regularitate izbitoare a frecvențelor ... Experiența arată că un asemenea fenomen se petrece în experiențe efectuate în serii lungi și sub condiții esențial identice. Dacă, totuși, frecvențele rămân instabile, o analiză minuțioasă ar arăta lipsa de uniformitate a experimentului. Suntem forțați să credem că, dacă am continua, frecvența ar tinde spre o valoare ideală. O asemenea conjectură nu va putea fi niciodată verificată sau infirmată deoarece nu putem efectua o infinitate de experiențe.”

            În cazul exemplului al doilea, din Fugura 2 se vede cum apare ordinea în dispunerea frecvențelor timpului de așteptare până la apariția feței „6”. Este ca și cum, parafrazându-l pe Hegel, necesitatea ( = ordinea) își croiește drum prin întâmplare. Peste o tendință generală de scădere a frecvențelor în funcție de timpul de așteptare, se suprapun perturbări aleatoare care devin, proporțional, din ce în ce mai mici. Evoluția celor patru curbe creează impresia că, dacă am fi continuat experimentul, frecvențele s-ar apropia din ce în ce mai mult de o curbă matematică, simplă, anume  cu p necunoscut. În figură este prezentată și frecvența teoretică pentru . Se remarcă faptul că abaterile de la ea devin din ce în ce mai mici.

            Cred că aceste exemple au forță coercitivă asupra majorității gânditorilor: există ceva care face ca frecvențele să se stabilizeze. Creierul nostru este așa făcut, încât dacă vedem histogramele frecvențelor cum se apropie de ceva elegant, simplu, refuzăm să credem că acest fenomen nu are o rațiune a lui de a fi, că nu are un temei ontic. Cine ar vrea să nege stabilizarea frecvențelor ar trebui să spună că este vorba numai de o aparență, că nu avem nici o garanție că la următorul experiment vom obține același lucru, că este ceva contingent, fără nici o valoare explicativă, un mod de a masca ignoranța noastră în termeni savanți. Convingerea adîncă a omului de știință, însă, este că există ceva obiectiv, ca o lege a naturii, care face curba frecvențelor relative să se stabilizeze, indiferent dacă experiența o face el sau altul, indiferent dacă ea se face acum sau în viitor. Împingând, principial, numărul experiențelor la infinit (adică ceva foarte mare), este firesc să conjectureze că frecvențele relative se vor stabiliza la o valoare ideală, care apare ca o constantă fizică. În acest sens probabilitatea cred că are același statut cu cel al oricărei constante fizice. Borel scria în [4]: „Pentru fizician, probabilitatea ca un atom de radium să se dezintegreze mâine este o constantă la fel ca accelerația gravitațională”.

            Probabilitatea este o idealizare a frecvenței relative. Ea este ideală ca orice concept științific: la fel ca masa, viteza, forța, puctul material și gazul perfect. Ea este o mărime globală, rezumativă, o caracteristică a fenomenelor de masă (Hincin, [27]), a „colectivelor statistice” (von Mises, [38']) sau, în altă formulare (G.H.Wright, 1962, [65]), „Probabilitatea este o mărime ipotetică atașată evenimentelor generice în tipuri de ocazii pentru apariția lor”. În aceeași ordine de idei, M. Drieschner ([14], 1981) consider㠄Probabilitatea nu este o proprietate care rezultă simplu dintr-un eveniment sau dintr-o situație experimentală, așa cum se vede un obiect sau o culoare... Evenimentul trebuie repetat de mai multe ori și abia atunci se poate spune doar că  sau că ; ea nu se poate estima decât dacă dispunem de posibilitatea principială a reluării probelor în același context experimental. ... Ea nu este o proprietate a unui eveniment singur, ci a unei totalități de evenimente”.

            Aș insista puțin asupra statutului de mărime ipotetică a probabilității. În trecerea de la frecvența relativă la ea cred că se efectuează o dublă extrapolare. Prima constă în atașarea unei proprietăți de grup, de masă, de colectiv, la un eveniment izolat, prin interpretarea acestei frecvențe relative ca o măsură a tendinței de realizare a evenimentului în contextul experimental dat. A doua derivă din aceea că probabilitatea este o modalitate a viitorului, provenită din necesități de predicție: proprietatea respectivă a colectivului se extrapolează și la viitor. Raționamentul de asignare a probabilității este eminamente inductiv (nu mă refer la puținele cazuri unde considerente de simetrie duc la ficțiunea de echiprobabilitate), pentru că saltul în viitor nu se paote argumenta matematic. Cu ajutorul acestor două extarpolări, se raționează în genul următor: „dacă adevărata probabilitate ar fi p, și dacă experimentele sunt independente unul de altul, atunci frecvența evenimentului ar trebui să fie „de obicei” în intervalul . Dacă frecvența observată este în acel interval accept ipoteza că probabilitatea este p; în caz contraro resping
”. Procedeul nu este ireproșabil logic, căci dacă  și q este adevărat, nu rezultă cu necesiatte că și p este adevărat. Dar așa lucrează știința - prin ipoteze, iar orice asignare a unei valori numerice unei probabilități nu este decât o ipoteză. Sarcina statisticii constă, printre altele, de a găsi metode de verificare a acestei ipoteze.

            Noțiunea este operatorie pentru știință, în sensul că se pot face predicții cu ajutorul ei. Partea mai greu de înțeles este că predicțiile probabiliste - predicții de frecvențe nu sunt nici ele sigure. Această situație este complet diferită de cea din mecanică, de exemplu, unde singura incertitudine asupra evoluției unui sistem provine din lipsa de precizie a măsurării stării inițiale. Principiul metodologic de bază în aplicarea teoriei probabilităților în științe este că ceea ce este prea improbabil, în cadrul modelului, pur și simplu nu se întâmplă. Ce înseamn㠄prea improbabil” este de competența științei particulare respective. Fără acest principiu, orice  teoremă  de  probabilități și-ar pierde orice sens. Nu este imposibil ca la 1000 de aruncări ale monedei să apară numai stema, acest lucru nu ar contrazice nici o lege a fizicii. Totuși este o certitudine practică faptul că acest lucru nu se întâmplă.

            Pe scurt: probabilitatea este o idealizare a noțiunii de frecvență relativă cu ajutorul căreia, și al premizei că ceea ce este prea improbabil nu se întâmplă, se poate explica faptul real al stabilizării frecvențelor. Interpretarea ei ca „măsură obiectivă a posibilității unui eveniment” nu o văd posibilă decît prin frecvență. În ceea ce privește însă modul în care trebuie formulată matematic această interpretare a probabilității prin frecvență, sunt multe puncte de vedere. Primul,  mergând  pe  linia J. Venn - von Mises - Wald - Reichenbach preferă să definească probabilitatea ca limiă a frecvențelor relative, limită postulată ca existând. Al doilea, susținut de Kolmogorov, Hincin, Cramér, Onicescu, preferă să o definească drept o valoare în jurul căreia oscilează frecvențele relative la serii mari de probe.

            În lucrarea fundamentală [19'], 1933, Kolmogorov scria în legătură cu aplicarea teoriei probabilităților la relaitate, următoarele:

            „Teoria se aplică la lumea reală de evenimente în modul următor:

1. Se presupun date un număr de condiții G care permit repetarea experienței de câte ori este nevoie.

            2. Studiem o mulțime definită de evenimente care pot apărea în virtutea condițiilor experimentale G. ... În mulțimea aceasta includem taote variantele pe care le presupunem apriori posibile.

            3. În anumite condiții, ..., putem presupune că unui eveniment A care se poate întâmpla în condițiile G i se atașează un număr pozitiv  cu următoarele caracteristici: a) Practic, este sigur că dacă complexul de condiții G este repetat de un număr mare de ori, n, frecvența relativă a apariției lui A nu diferă decât cu foarte puțin de , și b) Dacă  este foarte mic, practic este sigur că dacă experimentul se face o singură dată, evenimentul A nu se va produce.”

            Puțin mai târziu, autorul mai face următoarea precizare, care poate să inducă în eroare: „Dacă evenimentul A este imposibil, . Reciproc nu este adevărat: dacă , nu rezultă neapărat imposibilitatea lui A”. Probabil că autorul se referă la posibilitatea teoretică a producerii lui A. Din moment ce o probabilitate foarte mică, nu neapărat 0, antrenează imposibilitatea practică a producerii evenimentului (exemplul cel mai spectaculos în acest sens este cel cum maimuțele dactilografe dat de Borél în [5]) mi se pare mai corect ca, în aplicarea teoriei probabilităților într-un model fizic, probabilitatea nulă să se identifice cu imposibilitatea în cadrul modelului a producerii evenimentului respectiv.

            Acesta mi se pare a fi și punctul de vedere al lui Dreischer ([14]) când scrie: „Problema legăturii între  și posibilitatea lui A este trimisă, în tratatele moderne de teoria probabilităților, la exerciții: se observă că de multe ori  nu implică imposibilitate și gata. ... Prin această interpretare apar greutăți conceptuale formidabile care se depășesc foarte greu”. La fel consideră și G. Bodiou [3] care spune „Singura interpretare inteligibilă este   a este fals și   a este adevărat”. El propune un sistem axiomatic („teoria dialectică a probabilităților”) apărut din necesitățile fizicii actuale în care, la variabile aleatoare continui (de exemplu locul de cădere al unei pietre) propoziția „X = a” nu este considerată nici adevărată, nici falsă ci fărăr sens. De exemplu, în formalizarea obișnuită, locul în care un proiectil nimerește ținta este considerată o variabilă aleatoare repartizată normal. Atunci probabilitatea lovirii oricărui punct este 0, și totuși glonțul nimerește cu siguranță undeva; evenimentul sigur se compune din o infinitate nenumărabilă de evenimente de probabilitate nulă, sau necesarul se compune dintr-o mulțime de imposibilități. Dar, dacă analizăm mai atent, propoziția „proiectilul a lovit punctul x” nu are nici un sens fizic. Întâi că proiectilul nu este un punct, ci un macroobiect, nici nu este vorba de proiectil, ci de, să zicem, centrul lui de greutate. Dar în acest caz, afirmația are tot atât sens cât „lungimea acestui băț este de x metri”,a dică, stricto sensu, nici unul: sens fizic nu pot avea decât afirmații de genul „lungimea acestui băț aprține intervalului ”.

            Problema probabilității p începând de la care evenimentul începe să fie practic imposibil este destul de delicată și ține, în mare măsură de convenție. În principiu este vorba de sistemul de referință, de numărul de probe care se fac. Un sistem de n probe este tot o probă unică, dacă studiem frecvența frecvențelor. Să zicem că o asemenea probă mare se efectuează într-o secundă; vârsta medie a unui om este de ordinul a  secunde. Dacă  și este vorba de aruncări cu banul, probabilitatea unui șir de 100 de steme este , sau ceva de ordinul . Dacă un încăpățânat, înzestrat cu mașini ultraperfecționate capabile să execute și să contabilizeze serii de 100 de aruncări cu banul o dată pe secundă s-ar lansa într-un experiment care s-ar închieia odată cu apariția unei serii de 100 de steme, probabilitatea ca evenimentul să se întâmple înaintea de moartea lui ar fi de ordinul lui ; pentru comparație, diametrul sistemului solar este mai mic decât  microni. Dacă mașina ar continua singură experimentul, probabilitatea ca evenimentul să apară înainte de un miliard de ani ar fi mai mică decât 1%. Un asemenea eveniment nu poate fi gândit decât ca riguros imposibil.

            În legătură cu folosirea frecvențelor drept interfață teorie - existență, Hincin scria [27] „Suntem cu toții de acord că probabilitatea unui eveniment trebuie să fie apropiată de frecvența lui la un număr mare de probe... Nici un curs serios de teoria probabilităților nu poate evita să arate limpede de la bun început necesitatea acestei interpretări prin frecvența probabilității unui eveniment. Intuim cu toții corect semnificația reală a oricărei teoreme și oricărei probleme de probabilități numai substituind probabilităților tuturor evenimentelor frecvențele corespunzătoare”. De exemplu -arată I.V. Sacikov în [31]: „Ce înseamnă afirmația că probabilitatea ca un electron să nimerească într-un anumit punct al unui ecran situat în spatele unei rețele de difracție este p ? ... Ea arată doar ce parte din numărul tottal de electroni de difractați nimerește în regiunea considerată a suprafeței ecranului. Fără a ține seama de ... acest ansamblu, afirmația ... că electronul posedă o anumită probabilitate nu poate fi înțeleasă”.

            Pentru a aplica aparatul probabilistic unei mulțimi date, trebuie ca ele să posede un minimum de stabilitate a frecvențelor.Hincin [27] este foarte categoric în această privință: „Dacă o experienț㠔îndelungată ne-ar arăta că diversele serii de acest fel (aruncări cu zarul, n.n.) frecvența căderii feței cu 5 puncte este foarte diferită, am trage pur și simplu concluzia că noțiunea de probabilitate este inaplicabilă acestui eveniment”.

            În legătură cu conexiunea dintre frecvență și probabilitate, O. Onicescu ([44], pg.5) afirm㠄Frecvențele pe care le oferă experimentarea fizică ... cu înregistrările ei atatistice, au constituit, cu von Mises în special, substratul unei teoretizări care însă s-a revărsat în matca bogată și cuprinzătoare a teoriei clasice, îmbogățindu-i substanțial baza fenomenologică.

Pentru nici una dintre direcțiile de gândire precedente probabilitatea nu corespunde direct unei existențe ca atare: ea este un simbol matematic cu care întâmpinăm sau caracterizăm direct sau indirect, evenimente aleatoare.”

            În estimarea probabilităților din frecvențe este esențial conceptul de indepență a probelor (formularea Kolmogoroviană ???). Noțiunea are în teoria probabilităților un sens riguros, bine definit: evenimentele A și B sunt independente dacă . În asigurarea practică a interfeței teorie - realitate, trebuie lămurită legătura între noțiunea fizică de independență și cea probabilistică. Independența fizică a două evenimente presupune că nu este nici o legătură cauzală între ele. Dacă două colective statistice, unul care produce evenimentul A și celălalt care îl produce pe B sunt independente, atunci frecvența relativă a lui A trebuie să fie aproximativ aceeași dacă vom condiționa relaizarea lui A de realizarea lui B. sacikov, analizând această noțiune scrie [31]: „Distribuția statistică ce ne perimte să legăm teoria de realitate se formează ca rezultat al nimeririi particulelor pe ecran după ce au acționat cu rețeaua de difracție. Această distribuție poate fi obținută în două moduri diferite: fie îndreptând spre rețeaua de difracție direct un fascicul de microparticule și observând distribuția lor pe ecran după interacțiunea lor cu rețeaua, fie îndreptând spre rețeaua de difracție particulele una câte una și observând iarăși distribuția pe ecran a unui număr destul de mare de particule. În ambele cazuri, repartiția va fi aceeași: ea este legată de indepența comportării membrilor ansamblului probabilist: rezultatul interacțiunii unei particule cu rețeaua.” Același autor precizează mai departe că, în condițiile unui experiment practic, „nu trebuie să absolutizăm această noțiune (de independență, n.n.). Independența înseamnă numai că pentru legile pe care le reflectă metodele teoriei proabbilităților sunt neesențiale interacțiunile dintre componentele respectivelor subansamble.”

            Vorbind despre interpretarea noțiunii de independență în practică, Kolmogorov arăta, în aceeași ordine de idei, că: „Sub aspect filosofic ar fi poate mai corect să nu vorbim de independență, ci despre lipsa de importanță a anumitor dependențe în condițiile concrete date ”.

Drieschner, care propune o axiomatizare a teoriei probabilităților dedusă din necesități ale fizicii. Definește probabilitatea ca fiind „frecvența relativă prevăzut㔠([14]; vezi și la §2.3) definește independența la A și B prin „frecvența prevăzută a lui A va fi aceeași, indiferent de faptul dacă se întâmplă B sau non-B”. În legătură cu definiția clasică, scrie (IV.5.e): „Pentru Kolmogorov (1933) independența este o chestiune de definiție. Abordarea este consecventă din punct de vedere matematic, dar din punctul de nostru de vedere nu ne satisface. Căci noi asociem cu independența experimentelor deja o reprezentare precisă, înainte de a avea la îndemână o axiomatică probabilistă”.