Qu'est-ce qu'un modèle?
Réflexions philosophiques à partir de
l'analyse causale en sciences sociales

             Federica Russo
    https://blogs.kent.ac.uk/federica
         Center Leo Apostel, VUB
        Centre for Reasoning, Kent
Aperçu
Pluralisme méthodologique
   Quelques exemples de modèle en sciences sociales

Modèles et causalité
   Modèles d’association vs modèles causaux
   Segmentation de l’inférence causale

Modèles et variation
   La logique de construction et test de modèles

Modèles et modélisation
   Une stratégie générale pour la construction des modèles

                                                             2
PLURALISME METHODOLOGIQUE


                            3
Une gamme de modèles

Différents modèles statistiques
   Il y en a pour tous les besoins


Modèles statistiques en sciences sociales
   Analyse quantitative de données
   Recherche de généralités dans ces données

Comment, nous allons le voir


                                               4
Modèles structurels

Modèles à équations
structurelles

Décomposition marginal-
conditionnelle

Interprétation de la
décomposition et
du graphe associé
en termes de mécanisme

                                    5
Modèles multiniveaux


Modéliser les hiérarchies
sociales

Un modèle pour étudier l’effet
des variables d’agrégation sur
les variables individuelles




                                     6
DAG – graphes acycliques dirigés

L’intelligence artificielle revitalise
le débat sur la causalité

Une approche algorithmique
basée sur:
    Causalité probabiliste
    Condition Causale de Markov


De l’IA aux sciences sociales?


                                          7
… et d’autres encore …

e.g.: modèles à structure de covariance,
tables de contingence, potential outcome
models, Granger models, …
MODELES ET CAUSALITE


                       9
Qu’est-ce qu’un modèle ?
Un outil pour étudier un phénomène donné
   Analyse qualitative / quantitative
   Analyse comparative


Dans l’analyse quantitative
   Bases de données
      Types de données, types de variables
   Outils statistiques
      Types de modèles
   Outils graphiques
      DAGs, représentations graphiques de modèles statistiques
                                                                 10
Modèles d’association vs
              Modèles causaux
Y-a-t-il des associations?      Y-a-t-il des relations de causalité?
Contexte socio-démo-politique   Contexte socio-démo-politique /
/ connaissance d’arrière plan   connaissance d’arrière plan

Hypothèses statistiques         Hypothèses statistiques

                                Hypothèses «extra-statistiques»

                                Hypothèses causales

                                Méthodologie hypothetico-
                                déductive
                                                                11
La segmentation de l’inférence causale
Collecte de données
• Choix des variables, concepts, indicateurs
• Connaissance d’arrière plan


       Modèle statistique général
       • Une famille de fonctions de distributions
       • Données: une réalisation du «chance set up»


              Modèle statistique spécifié
              • Modèle d’association
              • Description du chance set up en termes de dépendences


                     Modèle causale
                     • Modèle statistique «augmenté»


                                                                        12
Que modélise-t-on ?

Des phénomènes sociaux
  Les mécanismes qui le produisent
     On cherche à ouvrir la boîte noire


Dans quels buts?
  Causalité / explication
  Intervention
  Prédiction



                                          13
MODELES ET VARIATION


                       14
Causalité:
          épistémologie vs ontologie
Comment établissons-nous des relations causales ?
   Une question épistémologique
   La recherche d’une « logique» (rationale)


Qu’est-ce que la causalité?
   Une question ontologique
   La recherche de définitions


Les philosophes ont réfléchi bcp plus à l’ontologie

Épistémologie et méthodologie: une frontière floue
                                                      15
La logique de variation

Quel concept guide la construction et
test du modèle ?
   Régularité, manipulation, invariance, …


Donner à chaque concept sa bonne place
dans l’analyse causale




                                             16
Variation et construction du modèle


Y-a-t-il des co-variations significative
(entre variables) ?

   D’après la connaisse d’arrière plan
   Sous forme de dépendance dans le modèle
   statistique spécifié


                                             17
Variation et causalité
Ces variations sont-elles causales ?
   Décomposition récursive
   Exogéneité
   Invariance
   Régularité


Des contraintes sur les variations dans le but
d’une interprétation causale


                                                 18
MODELES ET MODELISATION


                          19
Modélisation:
       Un parapluie sur les modèles

Il faut distinguer:

   Un modèle particulier pour étudier
   les données à disposition dans un contexte donné


   Une stratégie de modélisation à suivre
   dans la construction de n’importe quel modèle

                                                      20
Méthodologie hypothetico-déductive

En bref et par étapes:
   1.   Formulation des hypothèses
   2.   Construction du modèle conceptuel
   3.   Transformation en un modèle opérationnel
   4.   Test et interprétation

Pas de lapins causales de chapeaux statistiques

Pas de confession des données après torture

Déduction au sens large
                                                   21
Validité et verité

Validité d’un modèle
   Interne, Externe, …
      Représentativité de l’échantillon,
      possibilité de répliquer l’étude
   «Mon modèle, tient-il la route?»


Vérité d’un énoncé (causale)
   Un «raccourci» du problème de la validé ?


                                               22
Pour conclure
Pluralisme méthodologique
   Adapter les modèles statistiques selon ses besoins
   Adopter une stratégie commune de modélisation

Logique de variation pour la construction et test des modèles
   A chaque concept sa place dans l’analyse causale

Segmenter l’inférence
   Le passage de l’association à la causalité
   requiert bien plus d’une sophistication des statistiques

Validité et vérité
   Un modèle n’est pas vrai, tout au plus il est cohérent, solide,
   bref valide
                                                                     23
Sugestions de lecture
Russo F. (2009). Causality and Causal Modelling in the Social Sciences. Measuring Variations, Springer.

Russo F. (2011). Correlational data, causal hypotheses, and validity. Journal for General Philosophy of
 Science, 42(1), 85-107.

Russo F., Mouchart M., Wunsch G. (2011). Inferring causality through counterfactuals in observational
 studies. Some epistemological issues. Bulletin of Sociological Methodology, 111, 43-64.

Mouchart M., Russo F., Wunsch G. (2010). Inferring causal relations by modelling structures. Statistica,
 LXX(4), 411-432.

Mouchart M. and Russo F. (2011). Causal explanation: recursive decompositions and mechanisms, in Illari
 P., Russo F. and Williamson J. (eds), Causality in the sciences, 317-337, Oxford University Press.

Wunsch G., Russo F., Mouchart M. (2010). Do we necessarily need longitudinal data to infer causal
 relations?, Bullettin de Methodologie Sociologique – Bullettin of Sociological Methodology, 106 (1), 5-18.

Moneta A. and Russo F. On the segmentation of causal inference. In preparation.

                                                                                                      24

Russo ined june12

  • 1.
    Qu'est-ce qu'un modèle? Réflexionsphilosophiques à partir de l'analyse causale en sciences sociales Federica Russo https://blogs.kent.ac.uk/federica Center Leo Apostel, VUB Centre for Reasoning, Kent
  • 2.
    Aperçu Pluralisme méthodologique Quelques exemples de modèle en sciences sociales Modèles et causalité Modèles d’association vs modèles causaux Segmentation de l’inférence causale Modèles et variation La logique de construction et test de modèles Modèles et modélisation Une stratégie générale pour la construction des modèles 2
  • 3.
  • 4.
    Une gamme demodèles Différents modèles statistiques Il y en a pour tous les besoins Modèles statistiques en sciences sociales Analyse quantitative de données Recherche de généralités dans ces données Comment, nous allons le voir 4
  • 5.
    Modèles structurels Modèles àéquations structurelles Décomposition marginal- conditionnelle Interprétation de la décomposition et du graphe associé en termes de mécanisme 5
  • 6.
    Modèles multiniveaux Modéliser leshiérarchies sociales Un modèle pour étudier l’effet des variables d’agrégation sur les variables individuelles 6
  • 7.
    DAG – graphesacycliques dirigés L’intelligence artificielle revitalise le débat sur la causalité Une approche algorithmique basée sur: Causalité probabiliste Condition Causale de Markov De l’IA aux sciences sociales? 7
  • 8.
    … et d’autresencore … e.g.: modèles à structure de covariance, tables de contingence, potential outcome models, Granger models, …
  • 9.
  • 10.
    Qu’est-ce qu’un modèle? Un outil pour étudier un phénomène donné Analyse qualitative / quantitative Analyse comparative Dans l’analyse quantitative Bases de données Types de données, types de variables Outils statistiques Types de modèles Outils graphiques DAGs, représentations graphiques de modèles statistiques 10
  • 11.
    Modèles d’association vs Modèles causaux Y-a-t-il des associations? Y-a-t-il des relations de causalité? Contexte socio-démo-politique Contexte socio-démo-politique / / connaissance d’arrière plan connaissance d’arrière plan Hypothèses statistiques Hypothèses statistiques Hypothèses «extra-statistiques» Hypothèses causales Méthodologie hypothetico- déductive 11
  • 12.
    La segmentation del’inférence causale Collecte de données • Choix des variables, concepts, indicateurs • Connaissance d’arrière plan Modèle statistique général • Une famille de fonctions de distributions • Données: une réalisation du «chance set up» Modèle statistique spécifié • Modèle d’association • Description du chance set up en termes de dépendences Modèle causale • Modèle statistique «augmenté» 12
  • 13.
    Que modélise-t-on ? Desphénomènes sociaux Les mécanismes qui le produisent On cherche à ouvrir la boîte noire Dans quels buts? Causalité / explication Intervention Prédiction 13
  • 14.
  • 15.
    Causalité: épistémologie vs ontologie Comment établissons-nous des relations causales ? Une question épistémologique La recherche d’une « logique» (rationale) Qu’est-ce que la causalité? Une question ontologique La recherche de définitions Les philosophes ont réfléchi bcp plus à l’ontologie Épistémologie et méthodologie: une frontière floue 15
  • 16.
    La logique devariation Quel concept guide la construction et test du modèle ? Régularité, manipulation, invariance, … Donner à chaque concept sa bonne place dans l’analyse causale 16
  • 17.
    Variation et constructiondu modèle Y-a-t-il des co-variations significative (entre variables) ? D’après la connaisse d’arrière plan Sous forme de dépendance dans le modèle statistique spécifié 17
  • 18.
    Variation et causalité Cesvariations sont-elles causales ? Décomposition récursive Exogéneité Invariance Régularité Des contraintes sur les variations dans le but d’une interprétation causale 18
  • 19.
  • 20.
    Modélisation: Un parapluie sur les modèles Il faut distinguer: Un modèle particulier pour étudier les données à disposition dans un contexte donné Une stratégie de modélisation à suivre dans la construction de n’importe quel modèle 20
  • 21.
    Méthodologie hypothetico-déductive En brefet par étapes: 1. Formulation des hypothèses 2. Construction du modèle conceptuel 3. Transformation en un modèle opérationnel 4. Test et interprétation Pas de lapins causales de chapeaux statistiques Pas de confession des données après torture Déduction au sens large 21
  • 22.
    Validité et verité Validitéd’un modèle Interne, Externe, … Représentativité de l’échantillon, possibilité de répliquer l’étude «Mon modèle, tient-il la route?» Vérité d’un énoncé (causale) Un «raccourci» du problème de la validé ? 22
  • 23.
    Pour conclure Pluralisme méthodologique Adapter les modèles statistiques selon ses besoins Adopter une stratégie commune de modélisation Logique de variation pour la construction et test des modèles A chaque concept sa place dans l’analyse causale Segmenter l’inférence Le passage de l’association à la causalité requiert bien plus d’une sophistication des statistiques Validité et vérité Un modèle n’est pas vrai, tout au plus il est cohérent, solide, bref valide 23
  • 24.
    Sugestions de lecture RussoF. (2009). Causality and Causal Modelling in the Social Sciences. Measuring Variations, Springer. Russo F. (2011). Correlational data, causal hypotheses, and validity. Journal for General Philosophy of Science, 42(1), 85-107. Russo F., Mouchart M., Wunsch G. (2011). Inferring causality through counterfactuals in observational studies. Some epistemological issues. Bulletin of Sociological Methodology, 111, 43-64. Mouchart M., Russo F., Wunsch G. (2010). Inferring causal relations by modelling structures. Statistica, LXX(4), 411-432. Mouchart M. and Russo F. (2011). Causal explanation: recursive decompositions and mechanisms, in Illari P., Russo F. and Williamson J. (eds), Causality in the sciences, 317-337, Oxford University Press. Wunsch G., Russo F., Mouchart M. (2010). Do we necessarily need longitudinal data to infer causal relations?, Bullettin de Methodologie Sociologique – Bullettin of Sociological Methodology, 106 (1), 5-18. Moneta A. and Russo F. On the segmentation of causal inference. In preparation. 24