CHAPITRE VII

1. D'après l’Énergétique, les représentations mécanistes altéreraient considérablement l'expérience, qu'elles veulent traduire. — 2. La méthode des résidus. — 3. L'éloignement de la représentation mécaniste et des éléments représentés, estla cause psychologique des progrès de la physique. — 4. Le sens de cet éloignement. — 5. Il est assigné par une loi psychologique générale : l’adaptation nécessaire. — 6. Comment cette adaptation entraine le mécanisme; — 7. et une vue quantitative de Ja nature.

1. — Le reproche le plus fréquent fait à la conception figurative de la théorie physique, et le reproche que la plupart des énergétistes considèrent comme le plus grave, c’est qu'en voulant exprimer l'expérience, le mécanisme en altère les données. On peut dire que le système qualitatif auquel aboutit, avec Duhem et Ostwald, lénergétique, s'appuie sur la nécessité primordiale pour le physicien de respecter l'expérience, et, si Pon étudie les raisons données par Rankine d’abord, par Mach ensuite, pour la réforme qu’ils proposent

dans le champ de la théorie physico-chimiques, c’est bien le respect de l'expérience qui paraît être la source des idées réformistes. Il faut reconnaître que cette objection adressée aux théories figuratives n’est pas sans paraître plausible. Il y a loin de l'expérience aux représentations mécanistes, des faits naturels aux modèles mécaniques, de nos perceptions à la représentation électronique de l'univers, de l’infinie variété des phénomènes aux systèmes simples des relations modelées sur les relations élémentaires de la mécanique, d’un Maxwell ou d'un Hertz. L'énergétique a beau jeu pour leur opposer ses formules, qui, par ellesmêmes étant de simples formes, n’impliquent à aucun degré une analyse, une ressemblance, ni même une équivalence entre elles et leur contenu. L’énergétique peut, en effet, se présenter comme un langage et n'être que cela. Une théorie conceptuelle, au sens moderne de cette expression, n'a besoin d'avoir aucun rapport direct avec les connaissanées expérimentales auxquelles elle s'applique: Elle n’est qu'un symbolisme, un système de repères ou de signaux. Très utile pour indiquer le chemin, une fois qu'il a été tracé, elle est aussi étrangère à son percement que les systèmes de signaux employés sur une voie ferrée à l'établissement de la voie.

Au contraire la théorie mécaniste, et toutes les théories figuratives procèdent d’un tout autre

esprit. Une de leurs conditions essentielles, originaires, c'est d'établir certaines analogies, certaines équivalences, certaines concordances réelles, entre l'expérience etles représentations qu’elles en donnent. Un figuratisme ne peut pas être un pur symbolisme; sans quoi il compliquerait étrangement la question. L'’énergétique, à ce point de vue, sera toujours plus simple et plus souple. Aspirant à rendre d'utiles services à la découverte, à en être l'instrument, la représentation mécaniste ne peut pas se désintéresser de la présentation réelle de l'expérience. La théorie figurative n’a vraiment de sens qu'à condition d'être une anticipation sur le réel; elle a la prétention de correspondre à des données de l’expérience, et de prolonger notre perception dans les régions encore inconnues et non perceptibles. En tout cas tous les éléments qu’elle met en œuvre et toutesles liaisons qu’elle établit, sont soumises au contrôle plus ou moins direct et plus ou moins prochain de l'expérience. Et là où elle emploie des formules symboliques (Maxwell, Hertz, etc.), ces formules s'appuient cependant sur des données de la perception (masse, mouvement, liaisons) et ont toujours le secret espoir de voir leur formalisme, vide encore, se remplir tôt ou tard d’un contenu emprunté aux données perceptives.

Seulement cette figuration est pleine d’incertitudes, d’hiatus et de lacunes : c’est pourquoi elle

est essentiellement hypothétique, c’est pourquoi aussi elle est un agent actif de découverte. Son imperfection même pousse à la recherche, car il faut constamment l’amender et la transformer. On le sait, et on poursuit les rectifications utiles. De cette poursuite sont nées presque toutes les découvertes dans le domaine physico-chimique.

2. — Les astronomes ont souvent parlé avec complaisance de tout ce qu’ils doivent à la méthode des résidus. C’est presque toujours un phénomène résiduel, c’est-à-dire un phénomène inexplicable avec les données de l’hypothèse prise pour point de départ, qui a amené la découverte d’une cause nouvelle, ou d'un fait ignoré : le résidu inexplicable par l'explication proposée, voilà, au moins le plus ordinairement, le ressort de la recherche et de l'invention dans la science de l’astronomie.

Je crois qu'on pourrait faire une remarque identique en physique. Là aussi, ce sont les phénomènes résiduels, les insuffisances, les hiatus, les lacunes d’une explication (ou d’une hypothèse présentée comme explicative), qui ont poussé les chercheurs à aller plus loin dans la recherche et ont fini par ouvrir à la science des aperçus nouveaux et même des lois nouvelles.

Il y aurait de ce point de vue une correction intéressante et absolument nécessaire à faire dans la méthodologie traditionnelle des sciences

di, Fa

de la nature telle qu'on l’expose depuis John Stuart Mill. La méthode des résidus n’a rien de comparable aux trois méthodes dont Mill avait déjà esquissé la théorie. Ces trois méthodes sont essentiellement des directions générales d'expérimentation. Elles ont pour objet essentiel de fournir des procédés de vérification pour les hypothèses du savant. On dit qu’elles sont les moyens à employer dans la recherche des causes. Cela non plus n’est pas très exact. La recherche des causes est essentiellement un travail de l'esprit qui se fait avec des idées préconçues, avec des hypothèses. Les méthodes de concordance, de différence, de variations concomitantes, ne servent qu'à vérilier si telle cause supposée est bien exacte, si telle relation imaginée par le savant existe bien en fait. Ces méthodes n'interviennent dans la recherche des causes qu'a posteriori et comme contrôle. Contrôle indispensable d’ailleurs, contrôle nécessaire et suffisant, avec une expérimentation systématiqne.

La méthode des résidus est tout autre; elle estla méthode d'invention, la méthode qui suggère l'hypothèse, la méthode de découverte. Et comment s’emploie-t-elle ? Elle s'emploie en partant de la théorie admise jusque-là, jusque-là supposée représentertoutle connu, eten constatant son insuffisance. Le savant cherche alors à se représenter l'inconnu de telle sorte que l'hypothèse antérieure

soit rectifiée afin de coïncider avec l'expérience. Comme Le Verrier pour ce qui devait être Neptune, le savant caleule imaginativement ce qu'il faudrait supposer pour que l'expérience (dans les trois méthodes usuelles d’expérimentation) coïncidât avec ses prévisions. Pour établir ce calcul il faut qu'il parte des termes déjà connus, de l'hypothèse traditionnelle, en essayant de se représenter l'inconnu d'une manière qui se concilie avec le connu, ou ne le déforme que très peu, si bien que la nouvelle théorie est toujours dans une certaine mesure la continuation de l’ancienne, et s'appuie sur les mêmes principes. Cette recherche quin'est jamais une illumination soudaine, mais résulte de calculs systématiques, et d’une longue pensée ou d’une longue patience, a en général pour résultat la découverte de la relation nouvelle qui supprime tout ou partie du résidu inexpliqué, et harmonise à nouveau le système représentatif de l'univers scientifique, un instant troublé. De cette esquisse rapide du rôle particulier et essentiel de la méthode des résidus il ressort que la correction de Mill à la théorie méthodologique de Bacon est plutôt malheureuse, car il a assimilé ce qui n'était pas assimilable ; il en ressort aussi l’idée d'une logique de l'invention et de la découverte. Cette . logique a ses procédés propres, et l'invention est beaucoup plus systématique qu’on n’a coutume de l’admettre. Elle résulte de raisonnements qui

ont leurs lois, et de tout un échafaudage de la pensée qui n'est nullement livré au hasard. L'invention physique a son déterminisme comme la solution des problèmes mathématiques.

Si cette vue est exacte, on conçoit la supériorité des hypothèses figuratives à ce nouveau point de vue, et la légitimité du mécanisme, servi par ses imperfections mêmes, comme méthode de découverte, car qu'est-ce que le mécanisme, sinon une vue systématique de la nature où la découverte nouvelle est fonction des découvertes anciennes, et se fait toujours à propos d'un résidu encore inexpliqué par suite de l'inadéquation des procédés figuratifs.… La variation de la masse aux vitesses proches dela lumière, voilà un résidu dans la théorie traditionneile du mécanisme. On l'expliquera en songeant à une mécanique électromagnétique, qui ne contredira pas la mécanique traditionnelle, mais rectifiera ses notions fondamentales en en étendant le sens, et en l’harmonisant avec les faits nouveaux révélés par le phénomène résiduel. Cette rectification ne brisera

. pas la théorie, elle Ia continuera dans la même

direction.

3. — Une conclusion se dégage. Les éléments qui entrent dans la construction des hypothèses figuratives doivent être, dans, des sciences quisont, à tout prendre, beaucoup plus près de leurs débuts que de leur achèvement, fort loin des données em-

piriques envisagées dans leur infinie complexité ; et cela ne peut être un argument contre elles ; au contraire. Elles n’ont rendu de services qu’à cette condition. Les divergences — au début considérables et nombreuses — qui existent entre la théorie représentative et l'expérience, sont la source du progrès scientifique, etàtoutle moins, leressortde la recherche scientifique. Le domaine — très large encore — qui sépare les résultats empiriques de la théorie scientifique est le terrain d'élection du chercheur, la contrée ouverte aux explorations vraiment fructueuses. Et ces représentations actuelles, si sommaires qu’elles soient, si loin du réel qu'elles se trouvent situées, sont les points d'appui nécessaires aux explorations futures.

4. — Mais si la figuration qui s’est élaborée à uu moment donné du développement des sciences physico-chimiques fournit les points d’appui alors nécessaires pour pousser plus avant dans l’inconnu, elle ne peut être imaginée au hasard. Il ne suffit pas de dire que l'hypothèse figurative est loin du réel, que ce n’est pas un argument contre elle, mais au contraire un heureux accident. Le vague de cette formule laisserait la porte ouverte à un arbitraire qui est loin de l'esprit scientifique, et en particulier de l'esprit mécaniste. Il faut indiquer dans quelle direction l'hypothèse figurative s'éloigne des apparences sensibles. Elle ne peut servir à la découverte que si par

sa situation même, elle fournit un point d'appui privilégié. C’est une affirmation qui revient constamment sous la plume des historiens critiques de l'astronomie, que si Tycho, Copernic, Képler, Galilée, avaient eu des instruments plus précis, des données expérimentales plus exactes et plus riches en détails, il eüt été impossible, ou, en tout cas, beaucoup plus long et pénible, de constituer la mécanique céleste’, On en pourrait dire autant de toutes les parties de la physique. Mais les théories ultérieures ont-elles fait table rase du système de Copernic ou du système de Képler ? Non, les simplifications introduites par leurs hypothèses ont laissé leur empreinte profonde. Il en va de même dans la physique.

Les premières simplifications que nous puissions envisager en présence de la nature sont celles dont résulte la science de l’ordre, du nombre et de l’étendue. La mathématique. Nous passons ensuite à la science du mouvement en général, et des corps considérés uniquement comme des mobiles dans l’espace. Pour en traiter, non seulement nous ne devons pas renoncer aux abstractions et aux simplifications de la mathématique, mais il faut au contraire nous appuyer constamment sur elles et les prolonger. La mécanique se construit à l'aide de la mathé-

‘4. Voir à ce sujet Poincaré, La Science el l'Hypothèse.

matique, à partir de la géométrie, comme une géométrie du mouvement, comme une promotion de la mathématique. Au tour de la physique de suivre la même voie, et de se présenter comme une mécanique des phénomènes physiques.

5. — Il y a là une loi que nous pouvons vérifier partout, une loi psychologique de la connaissance. Elle existe aussi bien dans la connaissance instinctive, que dans la connaissance réfléchie et dans cette œuvre particulière de la réflexion que sa précision a fait appeler la science. la connaissance pleinement et vraiment digne de ce nom.

Les travaux les plus récents de la psychologie expérimentale montrent que l’origine de la connaissance perceptive, l'acte instinctif le plus simplecomporte une assimilation de données hétérogènes, par suite d’une attitude identique provoquée dans l'organisme moteur. Il y a donc déjà pour cet organisme, dans l'adaptation sensorimotrice, qui s'établit entre lui et son milieu, une rectification des données primaires de l'expérience qui ramène à l'unité une diversité apparente. Or, pourquoi cette rectification s’imposet-elle à la connaissance comme une loi, pourquoi ne Connaissons-nous, qu'en recüfiant l'expérience purement sensible, et en conservant d’une façon stable ces rectifications ? Répondre que c’est dans un simple but d’arbitraire commodité, n’est peut-

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