Ronald Aylmer Fisher

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Modèle:Infobox Biographie2

Sir Ronald Aylmer Fisher est un biologiste et statisticien britannique, né à East Finchley le Modèle:Date et mort le Modèle:Date.

Richard Dawkins le considère comme Modèle:Citation<ref>Richard Dawkins (1995), Modèle:Langue, Modèle:P., Modèle:Citation étrangère</ref> et Anders Hald comme l'homme qui a – Modèle:Citation<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>. Pour Bradley Efron, il est le statisticien le plus important du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle<ref>Modèle:Article.</ref>.

Dans le domaine de la statistique, il introduit de nombreux concepts-clés tels que le maximum de vraisemblance, l'information de Fisher et l'analyse de la variance, les plans d'expériences ou encore la notion de statistique exhaustive<ref name="wright">Modèle:Article.</ref>.

En génétique, sa théorie dite de l'emballement fisherien permet d'expliquer la présence de traits n'augmentant pas de manière évidente les chances de survie ou succès de l'organisme.

Bien qu'il y ait une convergence entre l'information de Fisher et l'information de Shannon, rien n'indique que Claude Shannon ait utilisé les résultats de Fisher pour élaborer sa théorie<ref>[www.math.harvard.edu/~ctm/home/text/others/shannon/entropy/entropy.pdf A Mathematical Theory of Communication].</ref>.

Il est également un des fondateurs de la génétique moderne et un grand continuateur de Darwin, en particulier grâce à son utilisation des méthodes statistiques, incontournables dans la génétique des populations. Il contribue ainsi à la formalisation mathématique du principe de sélection naturelle.

Biographie

Premières années

Ronald Aylmer Fisher naît dans la banlieue de Londres, au sein d'une famille aisée de la classe moyenne. Ses parents adoptent une superstition singulière : tous leurs enfants Modèle:Incise portent un prénom comprenant un «y», parmi lesquels le plus jeune des sept, Ronald Aylmer. Dès l'âge tendre, Ronald fait preuve d'un talent particulier pour les mathématiques. Alors qu'il n'a que six ans, sa mère commence à lui lire un ouvrage de vulgarisation sur l'astronomie, qui éveille en lui un intérêt qu'il nourrit pendant toute son enfance et son adolescence. Toutefois, lorsqu'il entre à l'école, on lui décèle des problèmes de vue : il souffre d'une myopie extrême et les médecins lui interdisent d'étudier à la lumière électrique artificielle. L'après-midi, des professeurs particuliers lui font la leçon sans crayon ni papier, ce qui lui permet de développer une aptitude exceptionnelle pour résoudre les problèmes mathématiques de tête, en se reposant sur ses intuitions géométriques mais en faisant abstraction des détails Modèle:Incise<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

Lorsqu'il a Modèle:Nobr, sa mère meurt d'une péritonite aiguë et, peu de temps après, son père perd toute sa fortune. Par chance, Fisher reçoit une bourse qui lui permet de financer ses études universitaires. Ses héros de jeunesse sont Charles Darwin et Ludwig Boltzmann, cocréateur, avec Maxwell, de la mécanique statistique. À Cambridge, où il entre en 1909, il étudie les mathématiques et l'astronomie, et s'intéresse également à la biologie. Il lit notamment les papiers publiés par Karl Pearson sous le titre attrayant de Contribution à la théorie mathématique de l'évolution. Motivé par la lecture de cette série d'articles qui conjuguent ses deux centres d'intérêt Modèle:Incise, il réalise ses premiers travaux de recherche scientifique. C'est en 1912, alors qu'il n'a que Modèle:Nobr et n'a pas encore terminé ses études. Après son diplôme, il poursuit ses études sur la « théorie des erreurs », une théorie mathématique fort utile en astronomie et qui constitue, aux côtés de la théorie des gaz, son premier contact avec les statistiques. Lorsqu'il quitte l'université, les finances familiales n'étant guère reluisantes, il ne tarde pas à chercher un poste de statisticien dans une société commerciale et travaille même quelque temps dans une ferme au Canada. En 1914, de retour en Angleterre, alors qu'éclate la Première Guerre mondiale, il essaie de s'engager dans l'armée pour faire son service militaire, mais il est réformé en raison de sa vue exécrable. De 1915 à 1919, il enseigne les mathématiques et la physique à Londres dans des écoles privées<ref name = "hotelling" />. En 1917, il épouse en secret Ruth Eileen Modèle:Incise, avec qui il aura huit enfants, deux fils et six fillesModèle:Note,<ref>Modèle:Harvsp.</ref>,<ref name="hotelling">Modèle:Article.</ref>.

Le parcours du scientifique

Pour résumer, Fisher découvre les fondements de la statistique grâce à un curieux mélange de connaissances astronomiques et physiques et de sciences naturelles. Avant Fisher, la statistique, dominée par Karl Pearson, se trouve dans la situation suivante : en statistique descriptive, on connaît les représentations graphiques les plus communes Modèle:Incise et on calcule les principales mesures de localisation Modèle:Incise, de dispersion Modèle:Incise, de position Modèle:Incise et de forme Modèle:Incise. Le voyage depuis l'analyse exploratoire des données jusqu'à la prédominance de la théorie mathématique des probabilités s'effectue en employant la méthode des moindres carrés et celle des momentsModèle:Note. Fisher vient combler un vide en élaborant la plupart des méthodes d'estimation et d'inférence devenues aujourd'hui classiques (inférence fréquentiste ou objective). Il montre comment connaître le tout Modèle:Incise en observant la partie Modèle:Incise<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

La lecture de la Contributions à la théorie mathématique de l'évolution suscite les remarques de Fisher sur quelques points, qu'il ne manque pas d'exprimer par écrit à son auteur, à partir de 1914, lui demandant de les diffuser dans la revue Biometrika, éditée par Karl PearsonModèle:Note. Malgré son jeune âge, Fisher corrige plusieurs détails des travaux de Pearson et de ses proches collaborateurs, jusqu'en 1917, ce que ce dernier ne pourra jamais lui pardonner. En 1919, il se retrouve face à deux grandes opportunités en même temps. Pearson lui offre un poste de statisticien au laboratoire Galton et, simultanément, il s'en voit offrir un autre à la station expérimentale de Rothamsted, le plus ancien institut de recherche agronomique du Royaume-Uni. Fisher résout ce dilemme en choisissant la seconde option, RothamstedModèle:Note.

À Modèle:Nobr, il s'installe avec sa famille dans une vieille ferme au nord de Londres, à côté de la station. Les propriétaires, producteurs d'engrais, l'ont engagé pour qu'il mette de l'ordre dans l'incroyable quantité de données recueillie pendant les années de fonctionnement du centre. Sir E. John Russell, responsable de la station, assure à ses collègues une liberté qui stimule les échanges scientifiques entre biologistes, chimistes et statisticiens. Fisher se transforme en chercheur agricole infatigable, il analyse entre autres l'effet des précipitations sur le rendement du blé<ref name="hotelling"/> et l'efficacité des engrais. Entre la ferme et la station, il a ses idées les plus géniales, sans négliger cependant la statistique. Dans son article capital intitulé Modèle:CitationModèle:Sfn(Sur les fondements mathématiques de la statistique théorique) Modèle:Incise, Fisher crée la nomenclature que l'on trouve aujourd'hui dans tous les manuels d'inférence statistique, soit une quinzaine de notions fondamentales en statistique<ref>Modèle:Harvsp.</ref>,Modèle:Note,<ref name="MadridCasado2018 p73">Modèle:Harvsp.</ref>.

Une affirmation erronée de la part de l'astrophysicien Arthur Eddington ainsi que plusieurs questions formulées par Pearson incitent Fisher à étudier en détail la question de l'estimation statistique<ref name="MadridCasado2018 p73" />. Il y propose l'estimateur du maximum de vraisemblance après avoir présenté une première version en 1912<ref name = "hotelling" />,<ref name="aldrich">Modèle:Article.</ref>,<ref name="stigler">Modèle:Article.</ref>. Dans la version de Modèle:Harvsp la méthode est appelée « critère absolu » et la justification de la méthode est ambiguë<ref name = "stigler" />. Un malentendu laisse croire que le critère absolu pouvait être interprété comme un estimateur bayésien avec une loi a priori uniforme<ref name = "stigler" />. Modèle:Harvsp réfute cette interprétation<ref name = "stigler" />. Modèle:Harvsp utilise la loi binomiale pour illustrer son critère et montrer en quoi il est différent d'un estimateur bayésien<ref name = "stigler" />.

Il introduit aussi en 1924 l'analyse de la varianceModèle:Note,<ref name="hotelling"/>. Modèle:Harvsp inclut des innovations en séries temporelles et en analyse des corrélations multiples. Entre les étés 1923 et 1924, Fisher rédige Modèle:Langue, publié en 1925. Il s'agit de son ouvrage le plus influent et le plus populaire, dont le style persuasif et l'absence singulière de démonstrations mathématiques donnent l'impression d'avoir en main un manuel d'apprentissage. Il y aborde des problèmes pratiques, techniques, théoriques et philosophiques, à travers des exemples chiffrés très parlants. Dans son livre, il utilise avec assiduité la distribution Khi² de Pearson, la distribution t de William Gosset (surnommé "Student") et une nouvelle distribution, qui est connue à partir de 1934 comme la distribution F de Fisher-Snedecor, du nom du mathématicien George Snedecor qui précisa l'approximation logarithmique ("log-normal") que Fisher utilisait au départ. La diffusion de Modèle:Langue met un terme à l'âge de la corrélation et de l'ajustement des courbes. Fisher remet au goût du jour l'emploi des échantillons de petite taille et transforme les méthodes statistiques en outils vivants, déterminants et robustes. En 1929, il est admis à la Royal Society<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

Dans la dernière section de Modèle:Langue, Fisher discute et illustre l'élaboration du plan d'expérience en agriculture. Son foisonnement d'idées lui permet de produire un nouveau best-seller : Modèle:Langue, qui sort de presse en 1935 et dans lequel il rassemble les principes fondamentaux de la planification d'expériences tels qu'il les avait ébauchés dans les années 1920. Cette œuvre innovante s'apparente plus à un livre d'idées que de calculs et a d'importantes répercussions sur la recherche agronomique en particulier et la recherche expérimentale en général. En 1933, Karl Pearson, le fondateur du département de statistique appliquée de l'University College de Londres part à la retraite et le département est alors divisé en deux parties<ref name="lehmann2">Modèle:Harvsp.</ref>. Le département d'eugénisme est confié à FisherModèle:Note,<ref name="lehmann2"/>,<ref name="hotelling"/>. Le département de statistique revient à Egon Pearson, le fils de Karl PearsonModèle:Note. L'atmosphère devient vite irrespirable entre les départements voisins de biométrie et d'eugénisme, mais c'est une période bénéfique pour Fisher. Les distinctions qu'il reçoit accentuent sa renommée internationale. George Snedecor, avec son ouvrage de synthèse, Méthodes statistiques (1940), et Harold Hotelling y sont pour beaucoup dans sa prompte reconnaissance en Amérique. En Europe, la publication en collaboration avec Frank YatesModèle:Note des Tableaux statistiques pour la recherche biologique, agronomique et médicale contribue à la diffusion de ces idées. C'est pourtant le manuel rédigé par le mathématicien suédois Harald Cramér, Modèle:Langue (1946) qui participe le plus au rayonnement de sa conception de la statistique. Ce livre mentionne déjà la borne de Cramér-Rao, déduite à la fois par le mathématicien suédois et par le statisticien indien C.R. Rao, dont Fisher fut le directeur de thèse, soutenue en 1948<ref>Modèle:Harvsp.</ref>,<ref name="champkin">Modèle:Article.</ref>.

Cette dimension de la statistique, capable de faire la lumière sur une multitude de domaines, accélère son institutionnalisation, symbolisée par la fondation, en 1933, par l'Américain George Snedecor, du premier laboratoire de statistique des États-Unis à l'Université d'État de l'IowaModèle:Note. Pendant et après la Seconde Guerre mondiale, les laboratoires de statistique s'unissent aux universités et aux industries pour soutenir l'effort de guerre d'abord, accélérer la reconstruction ensuite. Les analyses statistiques deviennent une réalité quotidienne en économétrie, météorologie, épidémiologie (les biostatistiques), ingénierie industrielle (le contrôle de qualité)Modèle:Etc.<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

Lorsqu'il est en poste à la station agricole de Rothamsted, Fisher élabore toute une série d'expériences de biologie visant à combiner la théorie de l'évolution de Darwin et celle de l'hérédité de Mendel. Entre 1912 Modèle:Incise et 1919 Modèle:Incise, il rédige près d'une centaine de textes, dont plus de nonante sur des sujets liés à la biologie et seulement quelques-uns sur la statistique et les mathématiques Modèle:Note. Dès 1915, il commence à réfléchir à une question posée par Karl Pearson : Modèle:Citation. À Cambridge, où prédominaient les mendéliens, Fisher acquit la conviction que les lois de Mendel expliquent l'hérédité. On nomme Modèle:Citation la période qui sépare la mort de Darwin en 1882 et la résurgence de ses idées dans les années 1930, au cours de laquelle l'avancée des théories mendéliennes de l'hérédité plonge la biologie de l'évolution dans un état végétatif. Fisher accomplit une double mission. Dans un premier temps, il joue un rôle majeur dans la naissance du néodarwinisme dans les années 1930. Dans un second temps, il fonde avec deux généticiens la génétique des populations, une discipline où la biologie de l'évolution et la génétique forment un tout cohérent modélisé mathématiquement. Il publie en 1930 Modèle:Langue, l'Américain Sewall Wright publie en 1931 Modèle:Langue et enfin John Haldane publie Modèle:Langue en 1932. Ces trois scientifiques rétablissent la sélection darwinienne à la tête des mécanismes évolutifs, l'identifiant comme la conséquence statistique de la génétique mendélienne<ref>Modèle:Harvsp.</ref>. En 1936, reprenant les données de Mendel, il affirme que les nombres ont été retouchés<ref>Modèle:Article.</ref>. Les analyses et interprétations de Fisher sont encore débattues aujourd'hui.

Après avoir traversé une longue crise financière et psychique, Fisher retourne à Cambridge, en 1943, pour y occuper la chaire de génétique à Cambridge à la suite de Reginald Punnett. À ses difficultés financières s'ajoutent un travail intensif et l'éducation de ses enfants. Sa négligence de la santé de son épouse conduit à une crise domestique irréversible en 1942<ref>Modèle:Harvsp.</ref>,Modèle:Note. Il abandonne la chaire de génétique en 1957<ref name="lehmann2"/>,<ref name="hotelling"/>.

Fisher n'obtient jamais de poste de statisticien à l'université. En 1959, il rejoint, en tant que chercheur émérite, un complexe scientifique et industriel rattaché à l'université d'Adélaïde, en Australie. Ce génie caractériel, anobli par la reine Élisabeth II en 1952, meurt le Modèle:Date- des suites d'un cancer du colon<ref name="lehmann2"/>,<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

Engagements et convictions

D’après Yates et Mather dans leur mémoire biographique<ref name="Yates">Modèle:Article.</ref>, il est un homme conservateur, convaincu de l’inégalité des hommes et profondément croyant :

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Il milite activement pour l'eugénisme, qu’il considérait comme une pratique découlant rationnellement de la génétique des populations. Il publie plus de Modèle:Nombre articles, des comptes rendus de livres et des commentaires dans les pages d'Modèle:Langue<ref>Modèle:Harvsp.</ref>,<ref>Ronald Fisher, « Eugenics, academic and practical », Eugenics Review 27 (1935), Modèle:P..</ref>,<ref>Stephen Jay Gould, The structure of evolutionary theory, Harvard University Press, 2002, Modèle:P..</ref>. Dans les derniers chapitres de Modèle:Langue<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>, il attribue la chute des civilisations à la baisse de fertilité des classes supérieures. Il montre en Angleterre la corrélation inverse entre revenu et fertilité et propose de rendre les allocations familiales proportionnelles aux revenus du père de famille<ref>Alex Aylward, A Backwards Book: New Perspectives on a Classic Scientific Text, Community History (sans date; consulté le 21 août 2022).</ref>.

Vers 1920, on observe une croissance importante des décès occasionnés par le cancer du poumon. Richard Doll et Austin Bradford Hill publient une étude statistique où ils estiment que son incidence chez les fumeurs est entre Modèle:Nombre et Modèle:Nombre fois plus grande que chez les non-fumeurs. Leur plus grand détracteur est Fisher qui apparaît pipe à la main sur de nombreuses photographies et travaille même comme consultant pour une entreprise de tabac<ref>Modèle:Harvsp.</ref>.

Il a également pris fermement position contre la « La Question des races de l'UNESCO »<ref>Modèle:Lien web.</ref> de 1950 destinée à nier le fondement scientifique de la notion de race, du moins au sens de groupe ethnique. Ainsi dans les commentaires publiés en 1951<ref name=UNESCO1952>http://unesdoc.unesco.org/images/0007/000733/073351eo.pdf "The Race Concept: Results of an Inquiry", Modèle:P.. UNESCO 1952.</ref> il écrit :

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Distinctions

Ses travaux dans le domaine de la statistique lui valent la médaille Darwin en 1948, la médaille Copley en 1955 et la médaille d’argent Darwin-Wallace en 1958.

Il est élu à la Royal Society en 1929<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Modèle:Pdf List of Fellows of the Royal Society, 1660-2007. A-J, Modèle:P..</ref>. Il est fait Chevalier en 1952<ref>The London Gazette : no 39 555, Modèle:P. 008, 5 juin 1952.</ref>.

Publications

Notes et références

Notes

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Références

Modèle:Références

Voir aussi

Modèle:Autres projets

Bibliographie

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Articles connexes

Liens externes

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