BOULEVARD SAINT-GERMAIN; 120, PARIS

Vu, le 2 juillet 1929:

Le Doyen de la Faculté des Lettres de l’Université de Paris,

H. Deracrorx.

Vu et permis d'imprimer :

Le Recteur de l’Académie de Paris,

S, CHARLÉTY.

A Monsieur Sébastien CHARLÉTY,

Recteur de l’Académie de Paris.

Hommage de ma reconnaissance et de mon très respectueux dévouement

https://archive.org/details/IA41551825 0029

A Science, qui peut être considérée comme une tentative d'extension du déterminisme à tous les domaines de la connaissance, ne saurait avoir

d’autres limites, dans cette extension, que celles que les faits lui imposeront. Toute doctrine qui spécule sur l'absence ou l'existence de ces limites et sur la place qu’elles peuvent occuper cherche à définir son propre domaine, soit qu’elle l’identifie avec celui de la Science, soit qu’elle veuille limiter ce dernier pour sauvegarder le sien. Toute critique de la Science faite d’un point de vue étranger à celle-ci définit, avant tout, ce point de vue. La Science définit son domaine en progressant. Qui veut en apprécier la valeur doit se placer en elle et la suivre dans son développement. Il n’y en a pas d’autre critique que celle qui se fonde sur son histoire.

Que devons-nous demander à cette histoire ?

La Science s'établit par la rencontre de l'esprit et des choses. Les moyens que l'esprit utilise pour assimiler celles-ci, il les a formés ou développés au cours d’acquisitions antérieures; c'est avec ce qu'il sait déja qu’il va à la recherche de ce qu’il ignore. La Science, dans une certaine mesure, est une projection de l’ancien sur le nouveau. Comment se fait cette projection ? Y a-t-il conflit entre l’ancien et le nouveau, asservissement de celui-ci par celui-là ou conciliation des deux éléments et, puisque de toutes les sciences du réel,

Bruno», Entropie. 1

c'est la Mécanique qui s’est formée la première, la Science tout entière est-elle une immense colonie de la Mécanique ou, au contraire, se développe-t-elle comme une vaste fédération dont la constitution se transforme à chaque annexion pour s'adapter à de nouvelles nécessités ? L'histoire de la Science, dans ce qu’elle a de plus intéressant pour la théorie de la connaissance, est une histoire de ces annexions.

Il est, à ce point de vue, un chapitre de la Physique dont le développement est assez avancé pour qu’on puisse l’étudier avec profit; c’est celui qui traite des rapports de la chaleur et du travail mécanique et auquel les physiciens du xix® siècle ont donné le nom, qui en définit suffisammentles tendances, de Théorie mécanique de la chaleur. Cette science particulière, qui s’est élargie peu à peu, est devenue la Thermodynamique moderne. « Dans l'étude de la nature, écrit Tyndall au début de son livre sur La Chaleur, on voit en jeu deux éléments appartenant respectivement, l’un au monde des sens et l’autre au monde de la pensée. Nous cbservons un fait et nous cherchons à le rapporter à une loi; nous partons d’une loi et nous cherchons à mettre le fait sous sa dépendance. L'un est la théorie, l’autre est l'expérience... » Et l’auteur ajoute : « Rien n’est plus apte à faire ressortir la réaction mutuelle et féconde de ces deux éléments que l’histoire du sujet que nous traitons (1). »

Ceux qui ont fondé la Théorie mécanique de la chaleur, Carnot, Mayer, Helmholtz, Clausius, n'avaient à leur disposition, pour édifier cette nouvelle doctrine,

(1) John Tyndall, La chaleur considérée comme un mode de mouvement. Traduit de l’anglais par l’abbé Moigno. Paris, 1864, p. vit.

que la Mécanique qui avait atteint à la fin du xvin siècle, avec Lagrange, un haut degré de perfection. Comment cette science a-t-elle pu être utilisée dans l'étude des phénomènes de la chaleur, par quelles démarches l’esprit a-t-il pu ramener à la Mécanique les faits d’un ordre si essentiellement nouveau et diflérent en apparence, quelle résistance les faits ont-ils offerte à cette réduction, telles sont les questions importantes qui se posent à celui qui veut étudier l’histoire de la Science dans ce domaine.

Cette histoire a souvent été esquissée. La plus remarquable des études consacrées à ce sujet est, ànotre connaissance, le livre d'Ostwald sur l'Energie. L'histoire du concept d'énergie est celle d’un des plus grands efforts dépensés par les savants du xix® siècle pour réaliser l’unité de la Physique. Dans la Théorie de la chaleur, où cette histoire est de beaucoup la plus intéressante, l'extension du concept d'énergie est, queles promoteurs de ce mouvement l’aient voulu ou non, une vaste tentative d’annexion par la Mécanique d’un nouveau domaine de faits. Partant, unehistoire du concept d'énergie dans ce domaine est, en quelque sorte, l’histoire de la conquête racontée par le conquérant. Celui-ci, si impartial qu’il puisse être, est naturellement porté à exagérer ses propres succès et à méconnaître les concessions qu'il a dû faire à son partenaire. Une histoire du concept d’entropie, au contraire, est surtout l’histoire de la résistance que les faits ont opposée à leur annexion à la Mécanique. Au lieu de suivre, comme l’a fait Ostwald, le courant d'idées qui a envahi la Physique au xixe siècle, nous nous placons, pour l’observer, sur le plus grand obstacle que ce courant ait rencontré dans sa progression. Qu’on ne nous reproche pas d’être tombé dansun excès opposé à celui que nous venons de signaler et d’avoir trop vu les choses par « l’autre bout ». Nous ne

voulons pas méconnaître les succès, dont quelques-uns ontété faciles, du grand mouvement que nous étudions, mais l’histoire de ces succès est bien connue. La notion d'énergie, qui a eu une immense fortune, a donné lieu à d'innombrables exposés d'ensemble, parmi lesquels on peut trouver quelques-unes des plus belles pages de la littérature scientifique. Aussi ne rappellerons-nous ces succès que dans la mesure où cela est nécessaire pour donner à notre étude l’unité dont elle a besoin.

Dans l’histoire de la Théorie de la chaleur, qui se confond dans ses grandes lignes avec celle de la Thermodynamique, il y a trois grandes étapes auxquelles correspondent les trois divisions principales de notre travail.

La prernière de ces étapes est constituée par l'œuvre audacieuse de Carnot qui jette en 1824 les bases de la théorie et parvient, d’un seul coup, à. mettre en lumière le caractère fondamental et spécifique des faits nouveaux, tout en faisant servir à cette étude les ressources que la Mécanique seule peut lui fournir. Mais il doit accepter, faute de mieux, les idées qui ont cours à son époque sur la nature de la chaleur. Par là, son œuvre devra être rectifiée ou complétée. La doctrine de Carnot, développée par Clapeyron en 1834, tombe dans un oubli de quinze années.

Dans une deuxième étape, qu’on peut fairecommencer en 1830, s'élabore la doctrine de l’équivalence de la chaleur et du travail et celle, plus vaste, de la conservation de l'énergie. C’est devant ce grand système d'idées que réapparaît en 1850 la théorie de Carnot. Un physicien génial, Clausius, l’incorpore à la Physique nouvelle et, dans une œuvre considérable qui se poursuit jusqu'en 1855, crée la Thermodynamique moderne.

En 1855, Rankine établit les fondements de l’Energétique, théorie générale des faits physiques qui, tout en se rattachant étroitement à l'annexion de la chaleur

par la Mécanique, inaugure une méthode nouvelle qui connaîtra un grand succès dans la dernière période de l’histoire de la Thermodynamique. C’est à cette période que se rattache naturellement l’œuvre de Rankine.

Tandis que Clausius publie ses derniers mémoires sur la théorie de la chaleur, Andrews, dans des expériences célèbres (1863), prépare la constitution d’une théorie générale des fluideset Sainte-Claire-Deville, dans des travaux non moins mémorables (1863), montre l’'analogie quiexiste entre les équilibres physiques et les équilibres chimiques.

Ces recherches expérimentales sont à l'origine des travaux théoriques de Massieu (1869), de Gibbs (1876), qui illustreront la dernière époque de l’histoire de la Thermodynamique, avec ceux de Helmholtz (1882), de Duhem (1886), de Gouy(1889).

Enfin, si la Théorie cinétique de la matière est constituée aujourd’huien un chapitre distinct dela Physique, son histoire est étroitement liée à celle de la Théorie de la chaleur, et Joule, Clausius, Maxwell, Gibbs et Helmholtz se sont égalementillustrés dans les deux sciences. L'Energétique ne diffère que par ses méthodes du mécanisme traditionnel de la Théorie cinétique etelles ont toutes deux le même but, celui de réaliser l’unité finale de la Science. Aussi étudierons-nous simultanément ces deux aspects de ia même tendance, ne les séparant que dans la mesure où ils se sont séparés dans l’histoire de la Théorie de la chaleur.

C’est la dernière époque de cette histoire qui sera la plus intéressante pour nous, parce qu'elle nous montrera, dans le champ délimité par Clausius, le mécanisme sous ses différentes formes aux prises avec les faits qu'il se propose d’annexer.

On ne saurait évidemment trouver dans cette étude l’histoire des applications du principe de Carnot et

de l’utilisation du concept d'entropie dans les diverses branches de la Physique: Electricité, Théorie du rayonnement, etc... On s'étonnera peut-être de n’y pas trouver l’histoire des innombrables discussions auxquelles ont donné lieu les tentatives d'application à l'Univers des principes de la Thermodynamique, depuis que Clausius, dans une proposition célèbre, a affirmé que « l’entropie de l’univers tend'vers un maximum (1). »

Cette théorie du monde est une extension bien audacieuse d’un principe qui n'a été établi, comme tous les autres principes de la Physique, que dans le domaine restreint qui intéresse notre activité. « Enoncé pour un système fini, a écrit Verdet peu de temps après que Clausius eut esquissé cette théorie de l'Univers, elle ne répugne pas à l'esprit, mais étendue à un système illimité, à l'Univers supposé infini, elleest complètement vide de sens (2). »

Cependant, beaucoup de physiciens, et des plus grands, ont suivi Clausius dans cette voie, maïs les spéculations de cette nature, si elles ont leur£origine dans certaines lois de la Physique, possèdent un caractère très différent de ce qui fait le contenu habituel de cette science. Boltzmann, a qui l'on doit une explication fort séduisante de l’évolution de l'Univers au moyen d'éléments empruntés à la Théorie cinétique des gaz, a parfaitement défini, à notre avis, la valeur de pareilles déductions quand il a écrit : « Assurément, personne ne prendra de telles spéculations pour d'importantes découvertes, ni pour le but le plus élevé de

(1) La théorie mécanique de la chaleur, traduction Folie. Paris 1868, p. 420.

RE Théorie mécanique de la chaleur. Paris, 1868, p. 166.

la science comme le faisaient les anciens philosophes. Mais il n’est pas du tout certain qu’il soit juste de les tourner en dérision et de les regarder comme tout à fait oiseuses. Qui sait si elles n’élargissent pas l'horizon de notre cercle d'idées et ne font pas aussi avancer la connaissance des données de l'expérience en augmentant la mobilité de nos pensées (1)? » L'étude historique de ces spéculations, dans les rapports qu'elles peuvent avoir avec le concept d’entropie, peut être du plus grand intérêt, mais elle n’intéresse pas la recherche du rôle de ce concept dans le développement historique de la Thermodynamique, recherche qui est le but de notre étude. Ces spéculations, soustraites d’avance au contrôle de l’expérience, tribunal suprême qui juge sans appel toute activité scientifique, sont privées de l’un des éléments dont la confrontation perpétuelle fait tout l'intérêt de l’histoire que nous tentons ici : la pensée théorique et l’expérience, l’idée et le fait.

Notre but serait atteint si nous avions pu faciliter l’œuvre du philosophe de la Science en fournissant à ses réflexions une matière déjà élaborée et si nous avions contribué ainsi, dans la plus modeste mesure, au rapprochement si désirable de la Science et de la Philosophie.

Ajoutons que ce travail n’est pas une œuvre de vulgarisation. Nous n'avons pas hésité à employer le langage mathématique quand cela a été nécessaire, mais nous avons réduit son utilisation au minimum indispensable pour donner une idée précise des théories dont nous avons retracé l’histoire.

1) Boltzmann, Leçons sur la théorie cinétique des gaz, traduction Gallotti, II, p. 251.