ART DE VÉRIFIER LES EXPÉRIENCES APPLIQUÉ A L'EXPÉRIMENTATION

La connaissance due à l'expérimentation, bien que plus distincte, plus claire et moins provisoire que celle qui est due à l'observation, peut être néanmoins rendue indéfiniment plus distincte, plus claire et plus définitive encore.

Les objets en sont les propriétés de la force soumise à l'expérimentation, et les circonstances dans lesquelles se forment les phénomènes qui manifestent ces propriétés.

La propriété est la qualité de la force, l'élément par lequel elle se distingue de toutes les autres forces. Elle est connue par le phénomène dont elle est la cause. Vohservable ayant toujours pour raison Vinohservahlej tout perfectionnement dans la connaissance du phénomène constitue un perfectionnement dans celle de la propriété, qu'elle fait connaître plus distinctement, plus clairement et plus définitivement.

La formation du phénomène est caractérisée par les circonstances simultanées ou successives qui en accom* pagnent la production dans l'expérimentation. Tout perfectionnement dans la connaissance de ces circonstances

constitue un perfectionnement dans la connaissance du second des deux éléments de la loi, qu'il fait connaître plus distinctement, plus clairement et plus définitivement.

Ce perfectionnement ne peut porter que sur la mesure de la quantité, de l'étendue et de la durée des circonstances. Si la connaissance de la propriété a pour objet une qualité, celle de la formation a pour objet une quantité. Mais la quantité est une espèce dont la qualité est le genre. Toute qualité est déterminée par des quantités, et une variation en quantité peut être conçue comme la conséquence d'une variation en qualité; d'où il suit que le perfectionnement de la connaissance d'une propriété est, comme celui de la formation, un perfectionnement dans la connaissance d'ime quantité, une mesure plus exacte.

Il s'ensuit encore que cette mesure ne peut jamais être parfaitement exacte. En effet, s'il s'agit de la mesure d'un phénomène externe, l'imperfection de nos sens et de nos instruments réduit l'approximation à six ou sept chiffres décimaux au plus, ce qui nous laisse exposés encore à quelques chances d'erreur, une telle suite de chiffres pouvant présenter une régularité ou une irrégularité apparente, que le calcul poussé plus loin eût fait disparaître. C'est ainsi que les formules relatives à l'élasticité de la vapeur ne sont exactes que dans de certaines limites, et que l'expérimentation et le calcul sont également impuissants à donner les lois de l'hydrodynamique, ou que les équations dans lesquelles on en met les problèmes sont à peu traitables qu'elles n'en donnent que des solutions insufOsantes.

Toute connaissance de la réalité externe est donc nécessairement imparfaite, et nos moyens d'investigation n'ont d'autre effet que d'y reculer les limites de notre ignorance, sans nous fournir jamais une connaissance

parfaite. Un grain de sable à peine visible peut paraître, à travers un microscope , un million de fois plus volumineux, sans produire d'autre impression que celle d'un fragment de roche : les conditions qui en déterminent la couleur, la dureté, les propriétés chimiques, nous échappent toujours, et l'énorme grossissement obtenu ne semble même pas nous avoir approchés du but. D'autre part, le télescope, qui nous fait connaître dans les nébuleuses des systèmes stellaires semblables à celui dont notre soleil fait partie, a étendu pour nous, indéfiniment et au-delà de toute proportion concevable, le monde astronomique, sans que cette prodigieuse extension semble nous avoir approchés de la connaissance parfaite.

Il en est de même, ainsi que nous le verrons plus en détail ci-dessous (liv.V), delà connaissance des phénomènes internes, qui présentent même cette circonstance remarquable, qu'ils sont d'autant moins distincts et clairs que l'attention qui s'y applique directement est plus intense : la conscience de l'effort déployé dans cet acte diminuant l'énergie déployée par le moi dans la production du phénomène observé ou expérimenté.

Mais si la connaissance acquise par l'expérimentation ne peut jamais être parfaite, elle peut, comme celle qui est due à l'observation, être indéfiniment perfectionnée, c'està-dire rendue plus distincte, plus claire et plus définitive parla répétition et la variation de l'expérimentation appliquées successivement à la détermination des deux éléments de la loi : !• au phénomène et 2* à sa formation.

1* a L'expérimentation réitérée et l'expérimentation variée rendent plus distincte la connaissance du phénomène et, par conséquent, de la propriété qu'il manifeste, en faisant connaître : la première, jusqu'à quel point la force douée de cette propriété a été isolée et soustraite à l'ac-

tion accidentdle de toute autre force; et la seconde, jusqu'à quel point elle a été soustraite à l'action constant d'une autre force.

Une force, combinée avec une autre force neutralisée ou déterminée, peut être tenue par l'expérimentation pour isolée; puisque, d'une part, l'action neutralisée est comme non avenue; et que, d'autre part, l'action déterminée est connue et peut être retranchée en pensée de la force dont il s'agit de constater la loi. L'expérimentation peut donc être considérée uniquement comme faisant connsdtre les propriétés des forces en les faisant agir isolément, et les faisant connaître plus ou moins exactement selon qu'elle les fait agir plus ou moins isolément.

Toute force agissant toujours de la même ms^ère, les phénomènes successifs en sont tous identiques si elle est isolée, et différents, s'ils viennent à subir l'action passagère d'autres forces. En réitérant donc une expérimentation, on peut reconnaître que la force qui en est l'objet ne subit pas une telle action, si chaque épreuve produit des phénomènes identiques. On reconnaît, au contraire, qu'elle en subit une, si les phénomènes, au Ueu d'être identiques, présentent une circonstance exceptionnelle, un phénomène résidUy ne correspondant point à la propriété de la force. L'hypothèse d'une exception ne pouvant être admise, une telle inconstance indique le concours d'une force dont l'action aurait échappé à l'opérateur. Les perturbations constatées dans les mouvements de la planète Uranus furent ainsi attribuées à l'action d'une planète inconnue, dont M. Le Verrier reconnut ensuite non-seulement l'existence, mais le volume, la distance et la marche.

L'expérimentation répétée fait ainsi connaître si l'action de la force qui en est l'objet, n'est point modifiée accidentellement par l'action de quelque autre force : mais il n'en

serait pas de même si cette action accessoire était constante. Les phénomènes seraient, en ce cas, la résultante des actions combinées de la force expérimentée et de la force qui lui serait associée; et l'expérimentation répétée, les associant constamment, reproduirait les mêmes phénomènes, sans que rien en avertît Topérateur, Il ne suffit donc pas de répéter les expérimentations; il faut encore les répéter dans des circonstances diverses, dans lesquelles les propriétés des forces combinées, influencées chacime à sa manière, se manifesteraient dans les modifications que subiraient leurs phénomènes respectifs. C'est ainsi que le chimiste découvre les éléments divers dont se compose un corps, en le soumettant successivement à tous les dissolvants et à tous les réactife dont il dispose.

h L'expérimentation répétée et variée, qui rend ainsi plus distincte la connaissance des propriétés de la force qui en est l'objet, est aussi une opération analytique, qui rend cette même connaissance plus claire et plus définitive.

L'expérimentation réitérée, en permettant de réitérer l'observation des phénomènes qu'elle produit successivement, en rend la connaissance plus claire, en ce que chaque observation nouvelle fait distinguer dans le phénomène des parties et des qualités qui avaient échappé aux observations précédentes; et fait ainsi mieux connaître, dans sa nature et dans les conditions dans lesquelles elle s'exerce, la propriété à laquelle il correspond. Elle rend la connaissance plus définitive, en en corrigeant les imperfections, en faisant mieux constater le caractère universel de la propriété, et disparaître des anomalies apparentes, par une analyse plus pénétrante des phénomènes.

L'expérimentation variée complète les perfectionne-

ments dus aux précédentes opérations. La diversité des temps, des lieux et des substances où une propriété intervient, ramène à produire toutes les parties et toutes les qualités par lesquelles elle peut se manifester. Et, si les phénomènes en sont observés soit par un même opérateur en des circonstances différentes, soit par différents opérateurs, les erreurs qui tiennent aux dispositions momentanées ou à la personne de l'opérateur, seront corrigées par ces changements. M. C. Bernard avait réussi, dans une première expérimentation, à rendre un animal diabétique en piquant une certaine région des centres nerveux, et échoué dans les essais suivants. L'hypothèse d'une exception étant inadmissible, il pensa que les causes du phénomène ne lui étaient pas exactement connues; et une observation plus nouvelle de la région opérée les lui ayant mieux fait connsdtre, il put reproduire infailUblement le phénomène à chaque épreuve (1). MitscherUtz avait reconnu que les éléments chimiques des corps peuvent être distribués en groupes distincts, composés chacun de corps qu'il appelle isomorphes; et que ces groupes ont entre eux un rapport tel que les composés similaires, qui résultent de la combinaison d'individus appartenant à deux, à trois, à quatre d'entre eux, affectent dans leur cristalUsation les mêmes formes géométriques. Cependant l'acide arsénieux et le phosphorique, qui sont des combinaisons similaires, et dont les produits devraient, d'après cette loi, en s'unissant à l'eau, à la soude, présenter les mêmes formes cristallines, en présentent de différentes. L'anomalie paraissait évidente, lorsqu'un autre chimiste, variant les expérimentations, reconnut que ces deux sels n'étaient point d'une composition similaire, comme le pensait MitscherUtz. Il forma un

(1) Introduction f p. 304.

sulfate de soude qui ne contenait pas la même proportion d'eau, et présentait la même composition que Tarséniate; et dont les cristaux se trouvèrent avoir la forme de ceux de ce dernier corps. Ainsi la loidel'isomorphisme, découverte imparfaitement par un premier opérateur, fut vérifiée par un second.

La même opération, qui rend plus claire la connaissance d'une propriété, la rend moins provisoire, aussi définitive que possible, par cela même qu'elle fait connsdtre aussi exactement que possible les parties et les qualités des phénomènes qu'elle produit, en montrant qu'elles sont partout et toujours les mêmes, indépendamment des temps, des lieux, des substances, et de la personne ou des dispositions des expérimentateurs.

2** Nous avons vu ci-dessus (1) qu'un phénomène n'est intelligible pour nous qu'autant que nous le rapportons à une cause agissant dans l'espace et dans le temps. La cause du phénomène, c'est la propriété de la force, dont la nature et la manière d'agir sont déterminées l'une par la nature du phénomène, et l'autre par la simultanéité et la succession des phénomènes primitifs, secondaires, ter^ tiaires qui en accompagnent l'action. Nous venons de voir comment l'expérimentation réitérée et variée perfectionne la connaissance de la propriété; il nous reste à voir comment elle perfectionne la connaissance de sa manière d'agir dans l'espace et dans le temps.

Elle la perfectionne de même en la rendant plus distincte, plus claire et plus définitive par la répétition et la variation de ses opérations.

Elle la rend plus distincte par leur répétition, en montrant quelles sont, parmi les circonstances qui accompa-

(1) Liv. I, ch. vin, p. 55, et liv. II, pOiHm.

gnent Faction d'une force, celles qui se représentent toujours, et celles qui, ne se représentant que dans une partie des épreuves, doivent être rapportées à l'intervention accidentelle d'une autre force. Mais l'expérimentation répétée ne sufQt pas à faire distinguer les circonstances qui caractérisent l'action d'une force expérimentée, de celles qui caractérisent l'action d'une autre force, si les deux forces sont associées au point de confondre leurs actions, nonseulement dans les phénomènes qu'elles produisent, mais encore dans les circonstances qui en accompagnent la production. Les phénomènes successifs que produirait la répétition de l'expérimentation, pourraient être identiques tout en étant des résultantes de l'action de deux forces différentes. Mais si, au lieu d'être simplement réitérées dans les mêmes conditions, les expérimentations sont réitérées dans des conditions différentes, les deux forces ayant chacune des manières d'agir propres, subiront et manifesteront, chacune à sa manière, l'influence de cette diversité. Dans les phénomènes du son, la transmission en offre un exemple dans l'excès de vitesse dû à l'action du calorique transmis par les vibrations de l'air. La répétition des expérimentations n'eût pu faire connaître cette circonstance, si Laplace n'en avait comparé les résultats avec les données du calcul, et n'avait été amené ainsi à y voir l'action d'une cause accessoire.

L'expérimentation réitérée perfectionne encore la connaissance de l'action de la loi en la rendant plus claire et plus exacte. En offrant à l'attention de l'expérimentateur les mêmes circonstances dans une suite illimitée d'épreuves, elle lui permet d'en discerner de mieux en mieux les parties et les qualités, et d'en mesurer la durée, l'étendue et l'intensité avec une approximation indéfinie.

Le temps pendant lequel s'opère, par exemple, la chute

d'un corps, peut être mesuré d'abord au moyen d'une montre; puis, plus exactement, avec les mouvements répétés du pendule creux imaginé par Newton. Gomme chaque oscillation commence au moment même où l'autre finit; qu'il n'y a aucune partie du temps de perdue ni de gagnée dans la juxtaposition des unités que l'on calcule ainsi, on peut reconnaître précisément le temps que dure chacune d'elles. La plus faible diflférence serait accusée par la multitude des expériences successives. Et cependant, malgré son exactitude, cette vérification de la loi de la pesanteur par la répétition des expérimentations n'approche pas de celle qu'offrent les phénomènes astronomiques, où une déviation quelconque, si petite fût-elle, accumulée pendant une durée illimitée, se traduirait en un écart énorme entre les données du calcul et celles de l'expérience.

La répétition d'unités juxtaposées peut être appUquée avec la même rigueur à la mesure de l'espace, à celle de l'espace comparé au temps mis à le parcourir, à tous les cas où des quantités discrètes peuvent être déterminées avec ime minutieuse exactitude; notamment à l'étalon atomique du poids des corps et à leurs combinaisons chimiques, à la détermination des proportions multiples et des équivalents.

L'expérimentation variée perfectionne, s'il en est besoin, cette connaissance des circonstances qui accompagnent l'action d'une force, en les montrant en différents points du temps et de l'espace, et sous l'influence des actions accessoires qui, si elles peuvent en atténuer et en masquer quelques-unes, peuvent aussi en rendre quelques autres plus saillantes et plus accessibles à l'observateur.

Elle nous fait encore distinguer, parmi ces circonstances,

celles qui, se représentant où que la force expérimentée intervienne, doivent être considérées comme en constituant les phénomènes primitifs et propres, et faisant partie intégrante de la loi; et celles qui, ne se présentant ni partout ni toujours, doivent être tenues pour accidentelles, secondaires ou tertiaires, et ne faisant point partie de la loi.

Cette détermination et cette classification des phénomènes qui accompagnent l'action d'une force , ajoutées à celles de ses propriétés, rendent la connaissance de sa loi d'abord complète en constituant les trois éléments sans lesquels un phénomène n'est pas intelligible : une cause agissant dans Vespace et dans le temps; et ensuite définitive, en l'étendant à tous les points de cet espace et de ce temps en vertu du principe des lois.