Conception scientifique de la loi naturelle

Les activités des corps, malgré l'infinie variété des circonstances où elles s'exercent, présentent cependant un caractère d'uniformité et de constance, auquel on a donné le nom de loi. Découvrir ces lois, les exprimer en formules simples et précises, établir les rapports de leur mutuelle dépendance, les grouper enfin en un système harmonique, tel est le but principal de chacune des sciences naturelles.

On comprend dès lors le vif intérêt qu'offre au cosmologue ce nouvel aspect des activités matérielles.

Mais avant de rechercher la nature intime et l'origine des lois ph3'siques, il importe de connaître le sens et la valeur que leur accordent ceux-là même qui les découvrent et les traduisent en formules.

i^Pour les hommes de science, la loi est un rapport constant entre des phénomènes ').Le volume d'un gaz est en raison in-

') Uiii-iiET, La science ft la réalité, p. 278. Paris, Flamniai ion, 1913.

verse de la pression qu'il supporte, nous dit la loi de Mariotte. Cela signifie qu'il existe entre le volume et la pression, un rapport déterminé, non accidentel, mais nécessaire, un rapport qui se présente toujours et partout le même. La constance et l'uniformité, tels sont les caractères primordiaux de toute loi naturelle.

2" Ce rapport est objectif, antérieur à sa découverte, indépendant de la formule qui l'exprime ; ou plutôt, le fondement de ce rapport se trouve dans les données de l'expérience. D'ordinaire, on donne aussi à cette formule le nom de loi, bien qu'il soit plus exact de l'appeler l'expression de la loi.

3° La loi conçue par le physicien et le chimiste n'est ni une h3'pothèse, ni une explication, ni un principe.

Quoiqu'elle puisse être découverte à la suite d'une hypothèse, elle même est toujours une donnée d'expérience ou contrôlable par elle. En d'autres termes, la loi se présente comme un fait généralisé.

Une loi n'est pas davantage une explication scientifique des phénomènes.

« La matière, disait Newton, attire la matière en raison directe des masses, et en raison inverse du carré des distances. » Que le rapprochement mutuel des niasses matérielles se fasse en vertu de forces attractives inhérentes à la matière, ou sous la poussée de causes extérieures, le rapport formulé par Newton demeure vrai, et c'est ce rapport dont, en fait, on ignore encore aujourd'hui l'explication véritable, qui constitue la loi.

On distingue aussi en science la loi, du principe.

En réalité, le principe est un rapport constant et uniforme constaté entre les phénomènes, mais il se caractérise par sa généralité ou l'étendue de ses applications. Il embrasse dans son domaine un nombre plus ou moins considérable de lois. Tel est, par exemple, le princijie de la conservation de l'éner-

gie, que l'on peut énoncer comme suit : « Dans un système de corps soustrait à toute influence extérieure, la somme des énergies reste constante, malgré toutes les transformations dont ce système est le théâtre ». Il est clair que ce rapport, qui régit tous les changements de la matière, doit se vérifier dans chacun des rapports particuliers qui forment les lois de la chimie, de la physique, en un mot, des sciences naturelles. Tel est aussi le principe de la conservation de la masse énoncé par Lavoisier : « Quelles que soient les modifications éprouvées par la matière, la masse reste invariable. »

A vrai dire, cette distinction entre la loi et le principe n'est pas radicale. L'une ne diffère de l'autre que par un degré d'abstraction et partant d'universalité. On dirait avec raison : les principes s'identifient avec les lois les plus générales. « Ces lois empiriques, écrit L. Poincaré, amènent par induction à énoncer quelques lois générales que l'on appelle des principes; ces principes ne sont, par leur origine, que des résultats d'expérience, et l'expérience permet de les contrôler, de vérifier leur degré plus ou moins élevé de généralité » ').

4° Pour les savants modernes, la loi n'est nullement S3'non3'me d'un rapport de cause à effet.

« Il n'y a, à proprement parler, dans ces phénomènes, dit M. Boutv, ni cause, ni effet, mais un lien nécessaire tel, que, si l'on prend arbitrairement n — i données comme des causes, ou, en langage mathématique, comme des variables indépendantes, la ennième donnée, la fonction, sera l'effet ; mais on peut intervertir la cause et l'effet, la variable indépendante et la fonction. Leur relation constitue la loi naturelle du phénomène » ^).

') L. FoiNC.\RK, La physique moderne, son éxoltition, p. i8. Paris, Flanuiiarion, 1909.

-') Boutv, La vérité scienlijiqtic. p. 89. Paris, Flammarion, 1908. — Rev, Les idées directrices de la mécanique ratioyinelle (Revue philosof^hique, avril '9' 2;, p. 354-

Alîiriner, dit F. Eniiques, qu'une chose est la cause d'une autre, ne peut avoir de sens que s'il s'agit de reconnaître le lien de succession invariable entre deux phénomènes, déjà définis connne tels à l'aide de sensations » ').

5" Enfin, bon nombre de physiciens modernes considèrent la constance de certaines lois comme un effet du hasard, c'està dire comme le résultat moyen de causes très nombreuses, par elles-mêmes désordonnées.

D'après eux, les lois de Ga5'-Lussac et de Mariotte nou> on donnent un bel exemple. Pour expliquer la pression qu'un «az exerce sur les parois du vase qui le contient, on admet généralement qu'un corps gazeux doit être représenté conmie un fourmillement de particules solides, indépendantes les unes des autres, excepté à petite distance, animées d'un mouvement très rapide, et parfaitement élastiques. Si ces particules se rencontrent, elles dévient en suivant une ligne droite, mais sans amoindrir leurs mouvements. La pression n'est que le résultat global des chocs innombrables que les parois reçoivent de ces particules. Les mouvements des molécules sont donc tout à fait désordonnés, aucune règle ne préside à leur direction, et cependant ce désordre a pour conséquence nécessaire les lois des gaz,

La raison en est, dit-on, dans la multitude énorme de molécules que contient un volume gazeux même relativement très petit. Les grands nombres peuvent donner lieu à des résultantes moyennes réellement constantes ""). « Les effets que nos sens grossiers nous permettent d'observer, dit H. Poincaré, sont les effets tiiovens, et dans ces moyennes, les grands écarts se compensent, ou tout au moins, il est très improbable qu'ils ne se compensent pas, de sorte que les

') Knuioues, Les concepts fondamentaux de la scienct. p. 114. Paris, llamniarioii, 1913.

•') Dki.p.ki', La science et la réalité, p. 2S4. Paris, FlamniariiMi, 1013.

phénomènes observables suivent des lois simples, telles que celle de Mariotte ou de Gay-Lussac » ').