Franck Varenne

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• Professor
• Professor at Université de Rouen Normandie

The aim of this paper is to discuss the “Framework for M&S with Agents” (FMSA) proposed by Zeigler et al. [2000, 2009] in regard to the diverse epistemological aims of agent simulations in social sciences. We first show that there surely are great similitudes, hence that the aim to emulate a universal “automated modeler agent” opens new ways of inte...

As brightly shown by Mainzer [24], the science of complexity has many distinct origins in many disciplines. Those various origins has led to “an interdisciplinary methodology to explain the emergence of certain macroscopic phenomena via the nonlinear interactions of microscopic elements” (ibid.). This paper suggests that the parallel and strong exp...

This paper proposes an extensionalist analysis of computer simulations (CSs). It puts the emphasis not on languages nor on models, but more precisely on symbols, on their extensions, and on their various ways of referring. It shows that chains of reference of symbols in CSs are multiple and of different kinds. As they are distinct and diverse, thes...

Large sets of elements interacting locally and producing specific architectures reliably form a category that transcends the usual dividing line between biological and engineered systems. We propose to call them morphogenetically architected complex systems (MACS). While taking the emergence of properties seriously, the notion of MACS enables at th...

Now that complex Agent-Based Models and computer simulations spread over economics and social sciences-as in most sciences of complex systems-, epistemological puzzles (re)emerge. We introduce new epistemological tools so as to show to what precise extent each author is right when he focuses on some empirical, instrumental or conceptual significanc...

Compte-rendu de l'ouvrage de Marc Parmentier

Cet article présente une analyse de l’évolution des modèles scientifiques, de leurs fonctions, de leurs natures, de leurs principes et de leurs usages comme de leurs épistémologies depuis la fin du xix e siècle. Nécessairement sélectif, il propose une perspective d’ensemble sur des évolutions multiples, complexes et parfois contradictoires. En s’ap...

Traduction (2023) du livre de Mario Bunge et Martin Mahner "Über die Natur der Dinge" (2004). Présentation de l'ouvrage : Pour l'idéalisme, la conscience humaine est le centre du monde. Pour le matérialisme, le monde réel est premier et l'humain n'est qu'un de ses produits. Face à la philosophie, ce sont souvent les sciences de la nature qui confi...

Après une première caractérisation de ce que désigne le terme "simulation" dans les sciences, en particulier en géographie, l'article explique les différents types de simulation qui sont historiquement apparus, leurs rapports mutuels ainsi que leurs rapports aux modèles. Il présente ensuite les tendances récentes en simulation géographique ou spati...

Dans le cadre du projet EDeTeN (Enjeux du Développement de la Télémédecine en Normandie, Caen Rouen, Le Havre), l'auteur propose une courte analyse philosophique - d'orientation phénoménologique - des risques de la télémédecine en se penchant en particulier sur le cas de la téléconsultation. Il en conclut qu’il faudrait limiter le recours à la télé...

Dans un contexte de pluralisation, de sophistication et de combinaison des modèles formels, il devient difficile de proposer des pratiques uniformes - sinon elles-mêmes comparables - de comparaison de modèles. Cet article présente les grandes lignes d’une épistémologie comparative des modèles à la fois large et classificatoire. Le but de cette épis...

ABSTRACT: The lack of explainability of machine learning (ML) techniques poses operational, legal and ethical problems. One of the main goals of our project is to provide ethical explanations of the outputs generated by an ML-based application, considered as a black box. The first step of this project, presented in this paper, is to show that the v...

On montre d'abord qu'il est nécessaire de caractériser une simulation informatique à un niveau plus fin que celui des modèles formels : celui des symboles et de leurs divers modes de référer. C'est particulièrement vrai pour celles qui intègrent des modèles et des formalismes hétérogènes. On s'interroge ensuite sur les causes ontologiques qui pourr...

70 000 years ago, Homo sapiens left Africa to colonize the world. 6,000 years ago, he founded the first cities. Today, in the era of city networks, he is creating increasingly wide and complex metropolitan regions. From prehistory to the era of metropolises, man has occupied the earth's space in an infinite variety of ways, under the influence of a...

Voilà un livre comme on pouvait l’espérer. Centré sur la Covid-19 et sur sa diffusion, il s’installe au cœur de questions brûlantes, encore urgentes pour tout un chacun, mais il garde aussi la tête froide, prend du recul, informe, enseigne et questionne, qui plus est de façon pédagogique. Davantage : au-delà du bilan critique, il propose des perspe...

Les modèles ont aujourd’hui des natures, des principes, des fonctions et des usages extrêmement variés. Toutefois, on peut en risquer une caractérisation générale en se concentrant sur la fonction de connaissance minimale et propre à tout modèle : c’est « un objet de substitution qui facilite un questionnement scientifique en facilitant une médiati...

Research in artificial intelligence (AI) has led to revise the challenges of the AI initial programme as well as to keep us alert to peculiarities and limitations of human cognition. Both are linked, as a careful further reading of the Turing’s test makes it clear from Searle’s Chinese room apologue and from Deyfus’s suggestions, and in both cases,...

Research in artificial intelligence (AI) has led to revise the challenges of the AI initial programme as well as to keep us alert to peculiarities and limitations of human cognition. Both are linked, as a careful further reading of the Turing's test makes it clear from Searle's Chinese room apologue and from Deyfus' suggestions, and in both cases,...

Cet article part du constat que les technologies numériques ont su aider les biologistes et écologues à mieux modéliser le vivant, tant dans ses aspects structurels que fonctionnels. Il fait le pari que cette meilleure prise en compte, par le numérique, des solutions trouvées par le vivant peut déjà et pourrait davantage encore permettre une meille...

Texte du discours de Franck Varenne "IA, intelligence et société" introduisant à la conférence grand-public de Jean-Daniel Kant intitulée "Une autre façon d'aborder l'IA" - UTLC - Rouen - 5 novembre 2019

In this short talk given at GFAIH (Paris, 2019), I presented some possible contributions of the general epistemology of scientific models to the specific questions arising in the domain of predictive models using AI, Machine Learning and Deep Learning

Dans cet exposé, je présenterai cette partie du travail engagé avec Christophe Denis (Denis, Varenne, 2019) dans laquelle je recours à l’épistémologie comparative des fonctions de connaissance des modèles scientifiques (Varenne 2018). Cette épistémologie se révèle utile pour aborder, plus finement que certaines autres approches, les problèmes spéci...

Le déficit d’explicabilité des techniques d’apprentissage machine (AM) pose des problèmes opérationnels, juridiques et éthiques. Un des principaux objectifs de notre projet est de fournir des explications éthiques des sorties générées par une application fondée sur de l’AM, considérée comme une boîte noire. La première étape de ce projet, présentée...

This book analyses the impact computerization has had on contemporary science and explains the origins, technical nature and epistemological consequences of the current decisive interplay between technology and science: an intertwining of formalism, computation, data acquisition, data and visualization and how these factors have led to the spread o...

Dans ce court article, il est montré que les formes les plus développées de simulation sur ordinateur peuvent favoriser une conception ouverte et distribuée des systèmes dans la mesure où cette simulation peut être - à la différence de la modélisation mathématique traditionnelle - à la fois multiprocessuelle, multi-physique et multi-axiologique.

This book analyses the impact computerization has had on contemporary science and explains the origins, technical nature and epistemological consequences of the current decisive interplay between technology and science: an intertwining of formalism, computation, data acquisition, data and visualization and how these factors have led to the spread o...

Ce chapitre ne prétend à aucune exhaustivité quant à l’histoire de la modélisation. Il propose un panorama rapide ainsi qu’un regard sélectif choisi avec pour seule ambition d’être clarificateur et pour cela utile dans la pratique contemporaine. Dans un premier temps, il présente une classification des vingt principales fonctions des modèles. Ensui...

Face à la diversité et à la complexification des modes de formalisation, une épistémologie des méthodes scientifiques doit confronter directement ses analyses à une pluralité d’études de cas comparatives. C’est l’objectif de cet ouvrage. Aussi, dans une première partie, propose-t-il d’abord une classification large et raisonnée des différentes fonc...

Translated version of a chapter written with Pierre Livet and published in Pierre Marquis, Odile Papini, Henri Prade (eds.), L'Intelligence Artificielle : frontières et applications, Cépaduès, Vol. 3, Panorama de l'Intelligence Artificielle, 2014.

Les théorèmes de limitation de Gödel ont partie liée avec le paradoxe du menteur mais, de manière inédite, ils l’analysent plus avant et distinguent au scalpel les niveaux de son énonciation. En affinant notre acuité intellectuelle au sujet des paradoxes classiques de l’autoréférence, ils montrent que l’on peut faire la part des choses entre celles...

En dépit des apparences, les épistémologies appliquées qui accompagnent aujourd’hui la pratique croissante des modèles computationnels à base d’individus ou à base d’agents n’impliquent pas logiquement l’adoption d’un individualisme méthodologique strict, que ce soit dans les sciences biologiques, dans les sciences de l’environnement ou dans les sc...

Qu'est-ce que la science ? Un essai de réponse en moins de trois pages.

The on-line English version of this Chapter is available here : https://books.openedition.org/pufr/19740 Le chapitre un dresse un bref état des différentes manières dont les « transitions » sont abordées dans la littérature, tant du point de vue des sciences de la nature que des sciences sociales. Dans ce Chapitre, les aspects théoriques ont été p...

In preparation of his Habilitation Doctorate, the author has gathered the results of 15 years of research in the philosophy of models and simulations. His researches focus on the varieties of these practices in contemporary sciences such as biology, social sciences and complex systems sciences, since the emergence and the spreading of the digital c...

Despite appearances, the applied epistemologies accompanying today the pervading practice of individual-based or agent-based computational models and simulations (IBM&S, ABM&S) in contemporary sciences do not intrinsically imply neither strong ontological atomism in physical and biological sciences, nor methodological individualism in social scienc...

Les travaux d’histoire et d’épistémologie de la géographie montrent que plusieurs facteurs ont contribué à l’émergence de la géographie théorique et de modélisation dans les années 1950 et 1960 : les changements de nature des objets étudiés (villes, commerces, transports, diffusion de l’innovation), la perception de la géographie comme science des...

Avec le numérique, la modélisation scientifique s’ouvre aux « objets virtuels à construction collective ». Cette innovation décisive pour l’épistémologie des sciences humaines pourrait aussi avoir des effets considérables dans la transmission des savoirs en milieu numérique. On a écrit que la tablette manifeste un triomphe du temps sur l’espace : c...

Unraveling the specific spirit which animated some seminal works in the first half of the twentieth century could increase our understanding of the contemporary diversity of theoretical biologies and, more generally, of the biological studies which are based on theoretical models, especially as far as growth and morphogenesis are concerned. Going b...

Dans ce chapitre, l'auteur déplace le site de l’analyse de la surprise vers les comportements des modèles mathématiques en sciences, modèles qui, selon Mary S. Morgan (2005), peuvent bien nous surprendre (alors que les expériences scientifiques, quant à elles, peuvent nous confondre). En effet, les expériences scientifiques produisent des résultats...

Nous distinguons trois visions de la complexité afin de clarifier les contours de la recherche dans ce domaine. Nous utilisons le démon de Laplace comme référence pour présenter ces visions. La vision 1 brise le rêve du démon de Laplace en identifiant des systèmes particuliers qui lui résistent en mathématiques, physique et informatique. La vision...

In this paper we propose a modern version of Laplace’s Demon that helps us unfold the notion of complexity into three visions revealing axes of difference and complementarity. The first vision concerns systems in mathematics, logics and physics which overthrow the illusion of past forms of predictability while opening the way to new concepts such a...

http://www.materiologiques.com/Modeliser-simuler-Epistemologies,187

Ce chapitre introductif propose une caractérisation large et souple pour la fonction générale des modèles en sciences. Il en déduit 20 fonctions non plus générales mais spécifiques pour les modèles. Les simulations sont rapprochées et distinguées des modèles. Trois types de simulations sur computer sont distingués. Pour finir, face à cette diversit...

Douze grands témoins, scientifiques renommés de six disciplines (anthropologie, biologie, géographie, linguistique, philosophie, physique) ont répondu, lors d’une série de séminaires, à la question renouvelée aujourd’hui de la relation entre modélisation et interdisciplinarité telle qu’elle s’est présentée dans leur démarche de recherche. Cet ouvra...

Avec la tendance récente à la complexification des modèles, les problèmes qui ont un sens d’un point de vue global peuvent de moins en moins se traduire directement dans des maximes de l’action locale. En conséquence, il apparaît méthodologiquement contestable de vouloir à la fois penser globalement et agir localement : pour agir localement, il fau...

Cognitive sciences as an interdisciplinary field, involving scientific disciplines (such as computer science, linguistics, psychology, neuroscience, economics, etc.), philosophical disciplines (philosophy of language, philosophy of mind, analytic philosophy, etc.) and engineering (notably knowledge engineering), have a vast theoretical and practica...

Les termes modèle, moule et module viennent tous trois du latin modus, mesure, plus spécifiquement de modulus, petite mesure. Tous trois renvoient à des pratiques de description simplifiée et, par contrecoup, de prescription de formes. Le module servait d'unité de mesure à l'architecte : on le reportait un certain nombre de fois sur chaque dimensio...

In design and architecture, mathematical models commonly play an abstraction role as well as a standardization and prescription role. Today, the rise of simulations based on object-oriented programs makes the contribution of formal models more flexible, more complex and richer. Contrary to traditional mathematical modelling coming from material phy...

Slides of the keynote conference presented at the 7th Complex Systems French Summer School - University of Le Havre - 9 July 2013. N.B.: The arguments and concepts presented here have been published from 2008 to 2013. Additional developments and applications are to be found in the more recent book "From Models to Simulations", Routledge, 2018. For...

The mathematical theory of categories in biology and the concept of natural equivalence in Robert Rosen The aim of this paper is to describe and analyze the epistemological justification of a proposal initially made by the bio-mathematician Robert Rosen in 1958. In this theoretical proposal, Rosen suggests using the mathematical concept of « catego...

Editions Matériologiques ISBN : 978-2-919694-19-8 Format : 17X24 cm Support : PDF Particularités : 974 pages, 34 chapitres, 44 contributeurs, 750 liens hypertextuels, 136 illustrations, 4 vidéos de simulations dynamiques Prix : 23 euros Résumé : De manière spectaculaire, l’actuel tournant computationnel des sciences et des techniques conduit à...

The aim of this paper is to describe and analyze the epistemological justification of a proposal initially made by the biomathematician Robert Rosen in 1958. In this theoretical proposal, Rosen suggests using the mathematical concept of “category” and the correlative concept of “natural equivalence” in mathematical modeling applied to living beings...

La domination de l’économie mathématique dans le champ des sciences sociales comme son caractère tout à la fois matriciel et formateur dans ce domaine ont souvent été reconnus. Or, il ne suffit pas de dire que l’économie mène à une cognition pratique et opérant dans des champs sociaux eux-mêmes dominants pour justifier complètement sa domination ac...

Currently, the widely used notion of activity is increasingly present in computer science. However, because this notion is used in specic contexts, it becomes vague. Here, the notion of activity is scrutinized in various contexts and, accordingly, put in perspective. It is discussed through four scientic disciplines: computer science, biology, econ...

Cette réflexion sur les nouvelles frontières et les nouveaux recouvrements (juxtaposition, intégration, fusion, composition) entre les modèles formels, et donc entre certaines disciplines scientifiques, se veut une contribution à une réflexion épistémologique 1) sur le rôle d’une intuition augmentée par fusion et composition de modèles sur infrastr...

Ouvrage de l'équipe Academos, liée aux Archives Poincaré LPHS-Archives Poincaré, UMR 7117