Science et Hypothèse, p

2. Die Prinzipien der Mechanik im neuen Zusammen/iange dargeslcllt, édit. Lenard, 2e édit., Leipzig, l'jlO, p. 7.

qu'aux trois représentations indépendantes d'espace, de temps, de masse. Seulement nous ne pouvons, pour obtenir une image du monde fermée sur elle-même, nous contenter du monde qui tombe immédiatement sous nos sens ; pour rejoindre la variété du monde réel, il faut y ajouter autre chose : « Nous devons, derrière les choses que nous voyons, conjecturer d'autres choses invisibles et chercher, derrière les barrières de nos sens, des auteurs cachés. Ces influences profondes..., nous les considérions comme des êtres d'une espèce propre et nous créions, pour les introduire dans notre représentation, les notions de force et d'énergie. Or une autre voie s'offre à nous, c'est, tout en reconnaissant avec le dynamisme que quelque chose de caché agit, de concevoir ce qui est caché comme mouvement et masse ; ce que nous sommes habitués à désigner par les noms de force et d'énergie n'est pour nous rien de plus qu'une action de masse et de mouvement ; seulement il n'est pas nécessaire que ce soit toujours l'action d'une masse ou d'un mouvement perceptible à des sens grossiers. » (Ibid., p. 30-31.)

En impliquant à sa base l'hypothèse de masses cachées, la tentative de Hertz paraît plus propre à purifier le langage de la mécanique qu'à en établir la vérité. Et du moment que l'esprit est libre de poser a priori de pures hypothèses, pourquoi restreindrailr-il sa liberté, se laissant en quelque sorte systématiquement embarrasser dans les détours et dans les complications d'une démonstration factice ? L'opposition, à la fin du xixe siècle, n'est plus entre la vérité du système dynamiste et la vérité du système cinématique ; elle est entre deux conceptions des principes. Dans l'une, les principes ont une nécessité intrinsèque, fondée sur l'unité a priori d'un concept clair et d'une intuition directe ; dans l'autre, au contraire, le principe, qui est, d'une part, obtenu par une généralisation de l'expérience et, d'autre part, est destiné à rejoindre l'expérience, ne peut plus, quand il est isolé de ces deux moments et considéré en lui-même, prétendre à une consistance intrinsèque. Ce sera une convention, à l'égard de laquelle, Reech le disait dès 1852, nous aurons une entière latitude... avec le seul avantage « d'en voir résulter de plus ou moins grandes ■.sfmplificationis dans les relations mécaniques des systèmes 1 ». Et Reech ajoutait : « Nous serons conduits naturellement à faire servir à un tel usage l'état de mouvement rectiligne uniforme, et à rencontrer cette fameuse loi d'inertie de la

1. Cours de Mécanique d'après la nature généralement flexible et élastique des corps (§ 11 .

126 l'expérience humaine ET I-A causalité physique

matière, qui ne sera plus un principe ni un fait d'expérience, mais une pure convention, la plus simple de toutes celles parmi lesquelles nous nous trouverons obligés de la choisir. »

Le développement de la réflexion sur la mécanique dans la seconde moitié du xix° siècle aboutit donc à une interprétation purement formelle des principes. Dans sa Mécanique, publiée en 1883, Mach met cette interprétation en connexion avec l'histoire de la science ; ce qui aboutit à renverser la perspective selon laquelle Newton présentait ses trois lois fondamentales : inertie, proportionnalité du déplacement à la force, égalité de l'action et de la réaction : « Partons de ce fait que les corps pris deux à deux déterminent Vun sur Vautre des accélérations réciproques, et que ces groupes de corps pris deux à deux sont indépendants les uns des autres ; définissons dynamiquement le rapport des masses par le rapport inverse des accélérations, et tenons compte, en outre, de ce fait d'expérience que les rapports des masses demeurent les mêmes, qu'ils soient déterminés directement ou indirectement ; alors nous pouvons aisément fonder là-dessus toute la dynamique. La deuxième loi se réduit au fait de l'accélération réciproque des corps, c'est-à-dïre à une définition des masses arbitrairement choisies, la première loi se réduit à un cas particulier de la deuxième, et la troisième loi devient tout à fait superflue 1. » Ainsi l'expérience conduit à un système de définitions arbitraires, qui sont destinées à rejoindre plus tard l'expérience. De la sorte et, comme s'exprime M. Blondlot dans une communication où il pousse jusqu'au bout la conception fondamentale de Mach, « le moyen d'obtenir une clarté complète est, suivant moi, de séparer complètement la mécanique en Mécanique théorique, conventionnelle et fictive, et Mécanique réelle ou positive. A la mécanique théorique, on ne demandera que d'être logique et cohérente ; on la développera à l'aide de la déduction, en restant complètement dans la convention, et c'est seulement après coup que l'on s'occupera d'examiner comment et jusqu'à quel point la théorie ainsi construite pourra être utilisée dans la science de la nature ou dans les arts mécaniques 2 ».

Au terme de l'évolution, dont nous avions à rappeler quelques lignes essentielles, la dualité de structure, que révélait dans le système newtonien le passage de la mécanique ration-

1. La Connaissance et l'erreur, trad. Dufour, 1908, p. 186. Cf. la Méca- . nique, trad. Bertrand, 1904, p. 238.

1. Eœposé des principes de la mécanique, apud Bibliothèque du premier Congrès international de philosophie, Paris, t. III, 1901, p. 447.

nelle à la mécanique céleste, s'interprétait par la distinction entre une théorie qui ne serait qu'un jeu de concepts abstraits, presque purement verbaux, et une partie réelle qui serait immédiatement liée aux données de l'expérience. Par là les rapports de valeur qui déterminaient chez Newton la distribution de la lumière et la perspective de la vérité, se trouvent intervertis. La doctrine de l'inertie sur laquelle s'appuyait la déduction de la force centrifuge cesse d'exprimer les conditions de l'union adéquate entre l'intelligible et le réel. Précipitée de l'absolu dans la région fantomatique où s'élaborent les conventions génératrices de la déduction, elle n'est plus au-dessus de la théorie de la gravitation, elle est au-dessous. Elle cesse de lui imposer un idéal de certitude et une base de référence.

191. — Semblable résultat est capital, pour comprendre et comment a été préparée la théorie de la relativité généralisée, et quel renouvellement elle apporte dans la structure de la science.

A la thèse newtonienne qui suspend la théorie imparfaite de la gravitation à la théorie parfaite de l'inertie, l'interprétation conventionaliste de la mécanique oppose une antithèse qui rabaisse la partie rationnelle de la science à n'être qu'un artifice de langage, tandis que la partie expérimentale confère seule au savoir sa vérité. Or l'intelligence de cette antinomie devait amener le retour triomphal de la pensée relativiste qui fera justice de la thèse réaliste et de l'antithèse conventionaliste, qui, sur la base d'une connexion plus étroite avec les données de l'expérience, rétablira l'unité de la synthèse oosmologique.

Telle apparaît la signification, dans l'histoire des idées, de la phase nouvelle dont la théorie générale de la relativité semble avoir consacré l'avènement. Si le philosophe s'est donné le spectacle de la mécanique rationnelle en échec devant la vérité des principes, de la mécanique céleste en échec devant les données de l'observation, il percevra ce qu'il y a d'émouvant et de grand dans ces simples lignes du mémoire sur les Bases physiques d'une Théorie de la Gravitation : « Parmi les acceptions de l'expression « masse d'un corps », il en est deux qui s'appliquent à des choses essentiellement différentes par leur définition même. D'une part, en effet, cette expression désigne le coefficient mesurant la résistance d'inertie du corps, et d'autre part le coefficient caractéristique de l'action d'un champ de gravitation sur ce même corps. C'est un des faits expérimentaux les plus remar-

5t28 l'expérience humaine et la causalité physique

q iiah les de la Physique, que ces deux masses, la masse inerte et la. masse pesante, aient toujours exactement la même valeur. Cette coïncidence a été démontrée de la façon la plus exacte par les recherches d'Eotvos, A la surface de la Terre agissenî deux foi res dirigées, en général, différemment, et qui constitueni ensemble le poids apparent du corps : l'une de ces farces, La pesanteur proprement dite, dépend de la masse pesante, L'autre, la force centrifuge, de la masse inerte. Par des mesures effectuées à l'aide de la balance de torsion, Eôtvos a mis en évidence le fait que le rapport de ces deux forces elait indépendant de la nature du corps. Ce physicien établit ainsi L'identi té des deux masses avec une exactitude qui exclut des divergences relatives de l'ordre de 10-71. Ce fait d'expérience peut s'énoncer aussi en disant que, dans un champ de pesanteur, tous les corps tombent également vite. On en est naturellement conduit à penser qu'un semblable champ peut être remplacé, quant à son action sur les phénomènes mécaniques, et, plus généralement sur les phénomènes physiques, par un état d'accélération convenable du corps de référence (système de coordonnées)2. »

A la base des spéculations de M. Einstein sur la gravitation, il n'y a pas à proprement parler un fait nouveau. La dualité des (( aspects » que présentait la notion de masse, l'identité de leur mesure qui permettait de traiter de ces deux aspects dans un corps unique de science, c'était quelque chose qui était connu, qui était utilisé, qui demandait seulement à être interprété.

Or, de cette interprétation, la doctrine classique, issue de Newton, s'était montrée incapable. Cette incapacité tenait moins encore, pourrait-on dire, à son imperfection intrinsèque, qu'au faux idéal qui la faisait déclarer imparfaite, qu'à l'absolu, invoqué pour soutenir l'édifice de la mécanique rationnelle et que l'on érigeait en critérium de la valeur de la mécanique céleste. Une fois dissipée l'illusion d'un absolu mécanique comparable à l'absolu prétendu du temps et de l'espace, la théorie des forces d'inertie et la théorie des forces de gravitation cessent de manifester cette inégalité dê niveau,

1. Dans un article de mai 1914 (Scientia, t. XV, Suppl. p. 144) : Sur le problème de la relativité', M. Einstein remarque que dans les réactions résultant des processus radioactifs, le calcul conduit à un changement de la masse inerte qui est de l'ordre de 10-4 : « Si la masse pesante du système ne changeait pas en même temps que sa masse inerte, la masse inerte de différents éléments se différencierait de leur masse pesante beaucoup plus que les expériences d'Eotvos ne l'indiquent. C'est Langevin qui a le premier attiré l*attention sur ce point important. »

Archives des Sciences plnjsiques et naturelles, 15 Janvier 1914, p. iï.

cette divergence de valeur, qui avaient également frappé les premiers critiques et les premiers disciples de Newton. Dès lors, l'effort requis pour rendre la théorie adéquate, change complètement de sens. Il consistera, non plus du tout à donner de la gravitation une explication qui satisfasse aux principes sur lesquels était fondée la notion d'inertie, mais à faire de l'inertie et de la gravitation deux faces d'un phénomène commun que l'on étudie expérimentalement, sans faire intervenir, au nom d'une sorte de Credo scientifique, des principes qui s'interposent entre les combinaisons du calcul et les données de l'observation.

Newton, avant la mise en équation du problème, se donnait déjà un monde de concepts que la raison justifiait et qui faisait tableau pour l'imagination. Avec M. Einstein, un tel monde disparaît. Et comment le philosophe aurait-il à le regretter ? La prétendue rationalité dégénérait dans le cas de la force, en une explication purement verbale \ ou, comme dans le cas de l'action à distance, en une représentation mystique. Elle entraînait des enchevêtrements confus, sinon inextricables, entre des procédés de déduction et d'induction, qui déjà en tant que méthodes autonomes, sourirent avec Aristote et avec John Stuart Mill d'un manque visible de cohérence logique. La cosmologie de M. Einstein ne regardera comme fondamentale ni la définition du concept, d'où procéderait une déduction, ni la donnée de l'expérience, sur laquelle s'appuierait une induction. La science débute par une opération de mesure dans laquelle formel et concret se rencontrent, s'empoignent, si l'on peut ainsi dire, et de telle manière qu'ils n'existent pas à part l'un de l'autre. Le monde de M. Einstein est un monde de chiffres ; ces chiffres ne supposent avant eux ni une vérité a priori comme la condition de leur expression formelle, ni une image intuitive comme une condition de leur signification physique. Pourtant il faut comprendre que ces chiffres ne sont pas des fictions, que ce ne sont même pas des abstractions ; ils correspondent à des coefficients que la réalité fournit ; la mathématique intervient seulement pour mettre

1. Cf. Weyl, Raum, Zeit, Materie, § 9, 4» édit. Berlin, 1921, p. 59: « La loi fondamentale de la mécanique : Masse x Accélération = Force, enseigne ce qui se produit pour un mouvement des masses sous l'influence de forces données (avec des vitesses initiales données). Mais ce que c'est que la force, la mécanique ne l'enseigne pas : nous en avons l'expérience par la physique. La loi fondamentale de la mécanique est un schéma ouvert qui n'acquiert de contenu concret que si le concept de force qui y est impliqué est rempli par la physique. Les tentatives malheureuses en vue de développer la mécanique comme une discipline fermée sur soi, n'ont jamais su se tirer d'affaire autrement qu'en réduisant la loi fondamentale à une explication de mots. » (Cf. trad. Juvet-Leroy, 1922, p. 56.)

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en évidence leur objectivité, indépendante du système détermine de référence, et elle y réussit en déterminant Yinvariant qui permet de passer d'un système à un autre.

La physique ainsi conçue, n'est autre que géométrie (ou mieux cosmométrie), selon la formule de Descartes, mais dans un sens non-statique qui dépasse les méthodes proprement oarbésiennes. Il ne s'agit plus, en effet, de se référer à une représentation de l'espace, déjà tout fait et tout donné. L'espace n'est pas antérieur à la mesure ; il naît de la mesure qui se tait partie par partie, suivant les procédés de Gauss et de Riemann, c'est-à-dire que l'espace du physicien n'est pas la représentation a priori que supposait Descartes, et où il impliquait la définition de la matière ; c'est la con texture de la réalité, atteinte de proche en proche par cheminement et par prolongement, en relation avec les coefficients expérimentaux. La théorie de la relativité générale substitue à la loi newtonienne de la gravitation (qui demeure vraie en première approximation), la détermination d'un champ gravifique qui présente les caractères d'un continuum non euclidien. Par là, et sans introduire aucune donnée arbitraire dans ses équations, la théorie générale de la relativité résout l'énigme de Mercure : « La rotation séculaire et réellement observé© de l'orbite de Mercure était de 574" : le calcul montrait que les perturbations apportées par toutes les autres planètes connues causaient une rotation totale de 532" par siècle. Restait à expliquer une différence de 42". Différence d'ailleurs calculée approximativement, mais où tout de même l'écart dépassait environ trente fois l'erreur accidentelle probable. Or cette grosse différence, que la loi newtonienne de la gravitation laissait inexpliquée, donne lieu à V exacte confirmation de la théorie d'Einstein, laquelle prédit une rotation séculaire de 43" 1. »

A ce succès, l'observation de l'éclipsé de soleil du 29 mai 1919 permettait d'en ajouter un autre : la déviation des rayons lumineux au voisinage de la masse solaire se produisait d'une manière tout à fait conforme aux prévisions de M. Einstein. La théorie de la relativité, suscitée par l'expérience de M. Michel son, achevait ainsi un premier cycle héroïque, par le retour aux données de l'expérience.

1. Eddington, Espace, Temps et Gravitation. Trad. Rossignol, 1921, p. 153-154.