‹ La physique moderne: études historiques et philosophiquesChapitre 64 sur 108 · Soirées de St. Pétersbourg · texte numérisé non relu

Soirées de St. Pétersbourg

^. Poème 9ur le désastre as Lisbonne.

desquelles on paisse construire un système. 11 est facile de comprendre la différence d'éléments de systèmes que l'on doit exclure, et de principes que l'on doit conserver, en examinant les deux cas suivants : Partir de l'idée que les planètes se . meuvent suivant une forme parfaite, et en déduire que leurs orbites sont circulaires, est une conclusion fausse qui est le résultat d'une méthode erronnée. Partir de l'idée que la nature est réglée par des lois générales, pour en conclure qu'il faut toujours cherchera ramener à la règle les exceptions apparentes, est une conclusion juste qui fournit une règle de méthode excellente. Cette conclusion juste ne peut servir de base à aucune aflBrmation particulière ; elle ne fait que donner une direction aux tentatives de la pensée, tentatives qui doivent rester soumises au contrôle de l'expérience.

C'est par l'influence de principes de cette nature que se manifeste l'action légitime de la philosophie sur la science. Quels principes ont dirigé les recherches des fondateurs de la physique moderne ?

Le premier principe directeur de toutes les sciences est la conviction que les phénomènes sont réglés selon les lois de l'intelligence. Notre intelligence ne possède pas en elle-même les sources de la réalité; nous ne pouvons rien découvrir en combinant de pures idées ; pour connaître la nature, il faut l'observer; mais l'observation ne donne des résultats scientifiques que parce que le monde est rationnel. Si dans la nature quatre corps et trois corps pouvaient faire huit corps et non pas sept ; si dans la nature le troisième côté d'un triangle ne variait pas, selon les lois de la géométrie, avec la longueur des deux autres côtés, et avec la grandeur de l'angle qui lui est opposé, il est manifeste que la science serait à jamais im-

possible. La nature est réglée d'une manière conforme aux lois de notre intelligence : tel est donc le principe fondamental qui dirige toutes les recherches de la pensée. Ce principe demeure souvent inaperçu, parce qu'il est instinctif, et disparaît sous le voile de la plus profonde des habitudes. Il est supposé en effet par le premier pourquoi de l'enfant, aussi bien que par l'application des plus hautes formules du calcul infinitésimal aux phénomènes physiques. L'enfant qui demande le pourquoi d'un fait, demande qu'on lui rende raison de ce fait, c'est-à-dire qu'il admet la conformité des faits et des lois de la raison. C'est le résultat d'un instinct fondamental de la nature intellectuelle, en l'absence duquel aucune recherche ne prendrait naissance. A ce principe fondamental s'en rattachent quatre autres qui y sont contenus, enquelquemanière,etque nous allons passer en revue.

40 Principe de causalité. Tout ce qui se produit a une raison d'être; tout phénomène suppose un antécédent. Du néant rien ne procède; il faut donc remonter d'une action à une action antérieure qui l'explique. Ce mouvement d'ascension de la pensée a nécessairement un terme. Ce terme dernier, qui deviendra le point de départ de toutes les explications, sera un état de choses considéré comme primitif, d'où tout se déduira et qui ne sera pas déduit. Dans l'étude de la nature physique, le point de départ sera un élal de la matière tenu pour primitif, et des lois du mouvement tenues pour primordiales, comme il a été dit dans notre première élude, à l'occasion de l'hypothèse de la nébuleuse. Les recherches qui remonteraient au-delà, et dont le but serait d'atteindre la cause de l'existence même de la matière et des lois de ses mouvements sortiraient des cadres de la physique et entreraient dans le domaine de la philosophie (1). Le principe de causalité est la base fondamentale de la science. M. Helmholtz nous in-

i. Voir la cinquième élude.

forme < qu'il chercha à déterminer toutes les relations gui « peuvent exister entre les actions de la nature, d'après le- « principe de Vimpossibilité de créer quelque chose de rien » (1 ) . Tous les savants font de même lorsque leurs aflBrmations conservent un caractère sérieux. Admettre l'action du néant, ou, ce qui revient au même, faire intervenir dans l'explication des phénomènes le hasard considéré comme une cause efficiente, c'est couper la racine maîtresse de la pensée humaine.

2® Principe de constance. Ce principe s'applique aux êtres ; nous admettons que l'univers est composé d'éléments formant différentes classes dont les propriétés sont fixes. Il s'applique aux lois ; nous admettons j^que les mêmes antécédents étant donnés, le même conséquent suivra ; c'est là ce qu'on appelle le déterminisme. Le principe s'applique a l'espace et au temps ; nous admettons que les classes primitives et les lois primitives sont les mêmes partout et toujours. Le problème de la science est d'expliquer la variation des choses par des lois fixes combinées avec des éléments de nature invariable. C'est, la base de toutes les inductions et de toutes les déductions. Sans cette base, la science serait impossible. Il est manifeste que si, dans des circonstances supposées absolument identiques, l'eau ne devenait pas glace ou vapeur à la même température ; si les lois du mouvement n'étaient pas les mêmes en Europe qu'en Asie, et n'étaient pas aujourd'hui ce] qu'elles étaient hier, toute affirmation générale deviendrait impossible.

Le déterminisme absolu s'arrête devant la considération des causes libres, parce que l'idée d'une cause libre est celle d'un antécédent qui renferme la possibilité de divers conséquents. Un naturaliste s'efforcera de rendre compte de l'élévation des montagnes à la surface du globe par les lois

i. Mémoire sur la conservation de la force. — Page 23.

fixes de la nature; mais il n'aura pas l'idée de rendre compte de l'élévation du clocher d'une cathédrale sans faire intervenir la volonté humaine dont les déterminations reconnaissent d'autres sources que les phénomènes naturels. Le principe de causalité subsiste dans tous les cas ; mais il varie dans son application selon qu'il s'applique à des êtres privés de toute initiative, ou à des êtres qui portent en eux-mêmes une force initiale en vertu de laquelle ils sont, en partie au moins, la raison d'être de leurs actes. La doctrine de l'inertie de la matière étant admise, il en résulte que les phénomènes physiques sont soumis à un déterminisme absolu.

3° Principe de simplicité. C'est un principe admis dans les écoles du moyen âge, expressément conservé par Galilée, et inscrit par Nev^ton dans le livre des Principes, qu'on doit toujours, dans l'étude de la nature^ partir de l'idée que la multitude des effets est produite par un petit nombre de causes, et réduire Je nombre de ces causes autant qu'il est possible. C'est en vertu de ce principe, conscient ou inconscient, et en quelque manière Instinctif, que nous admettons que la science fait un progrès lorsqu'elle s'élève à des généralisations plus hautes, c'est-à-dire lors qu'elle réussit à réduire le nombre des classes et le nombre des lois dont elle use pour l'explication des phénomènes. C'est aussi une belle application du principe que la théorie de la moindre action, d'après laquelle les effets naturels sont obtenus avec la dépense de forces la plus petite possible, économie merveilleuse dont on trouve des exemples dans les lois qui régissent les phénomènes de la réflexion et de la réfraction des rayons lumineux.

4o Principe (Tharmonie. L'harmonie, ou le rapport des choses entre elles dans un ordre hiérarchique, est la manifestation de l'unité maintenue dans la multiplicité. Rien n'est isolé ; tout agit sur tout^ et tout subit l'influence, de tout. Les

diverses classes d'êtres et les différentes lois qai les régissent sont dans des rapports constants qui, sans permettre de les confondre, ne permettent pas de les séparer. Découvrir des rapports que l'on n^apercevait pas est une des manifestations les plus essentielles du génie scientifique. Ce principe est exprimé dans un mot qui se place souvent sur nos lèvres, sans que nous en comprenions la signification profonde. Le mot univers, par lequel nous désignons la totalité des existences, a pour signification étymologique, selon les philologues les plus accrédités, ce qui est tourné vers Vun. Concevoir toutes choses comme tournées vers une unité qui les met en rapport les unes avec les autres, est la plus haute expression de ridée de l'harmonie. Charles Bonnet l'a exprimée en ces termes, au début de sa Contemplation de la nature : « Je < contemple l'univers d'un œil philosophique. Je cherche les € rapports qui font de cette chaîne immense un seul t Tout. » . ^

Tels sont les principes qui ont dirigé les recherches des fondateurs de la physique. Le principe de finalité, qui joue un si grand rôle en biologie, et dans la théorie générale du monde, apparaît peu dans la physique spéciale, et n'intervient dans cette science que lorsqu'elle s'élève à la hauteur où elle se transforme en philosophie.

A ces principes directeurs s'est ajoutée, pour la fondation de la science moderne, une conception déterminée de Tobjet propre de la physique, c'est-à-dire de la matière : l'idée de l'inertie. La matière est une force puisqu'elle occupei'espace ; mais les éléments de la matière n'ont aucune spontanéité, aucun pouvoir de modifier leur propre mouvement, aucun pouvoir de produire des phénomènes psychiques. Le son, la chaleur, la lumière, les couleurs sont des rapports entre les divers mouvements de la matière et l'âme capable de sentir. C'est ainsi que la distinction de l'âme et du corps« des

phénomènes spirituels et des phénomènes corporels, se trouve nécessairement énoncée, dans les conditions de la science moderne, au début de tous les traités de physique.

Les idées que je viens de passer en revue, plus ou moins distinctement énoncées, plus ou moins fidèlement appliquées, ont dirigé les recherches des fondateurs de la physique moderne. Elles n'ont pas été reconnues au même degré par chacun de ces savants illustres ; quelques-uns d'entre eux ont méconnu l'un ou l'autre des principes indiqués; mais ces principes ont présidé à la naissance et au développement de la science considérée dans son ensemble. Quel est le caractère de ces idées directrices ?

L'idée de l'inertie de la matière a été au début, comme Doos le verrons, une conclusion déduite de • principes philosophiques ; elle est devenue ensuite une hypothèse hautement confirmée. Quant aux quatre principes directeurs, ce ne sont ni des données immédiates de l'expérience, ni des axiomes de la raison. L'expérience a confirmé ces grandes idées, mais l'expérience qui les a confirmées n'a pu naître que de leur application préalable. Rappelons à ce propos des paroles déjà citées dans notre première étude : c La grande

< masse des phénomènes, dit M. Helmholtz, s'ordonne de

< plus en plus sous la main de la science. Les doutes con-

< cernant l'existence de lois immuables des phénomènes « disparaissent chaque jour, et l'on découvre des lois tou- « jours plus grandes et plus générales. (1) » Humboldt écrit de son côté : « L'image du Cosmos qui s'est révélée primiti- « vemeni au sens intérieur comme un vague pressentiment « de l'harmonie et de l'ordre dans l'univers, s'offre aujour- « d'hui à l'esprit comme le fruit de longues et sérieuses ob-

i. Binoue dM cour» scientifiques, du 8 janvier 1870.

iU PHILOSOPHIE DBS FONDATEURS DE LA PHYSIQUE.

« servations (1) » . Ces deux passages se complètent, et nous offrent dans leur rénnion la yérité totale. L'ordre, rharmonie de Tanivers se sont révélés à l'obsenration, parce qne l'esprit humain les a cherchés en verta d'an pressentiment confus, mais réel. Sans ce pressentiment, pas de recherche ; et sans la recherche, pas de découvertes. Nous ne pouvons rien dire au sujet du résultat général de la science qui n'ait été prévu par Pythagore, dans l'antiquité, et hautement afBrmé, dans les temps modernes, par Descartes et Leibniz. L'expérience démontre des thèses qu'elle ne pose pas. Ces thèses apparaissent d'abord à l'état instinctif et spontané, pour passer ensuite à l'état réfléchi. J'ai rencontré dans un manuscrit de M. le Professeur Thury, que je cite avec l'autorisation de l'auteur, l'application à une science spéciale, la mécanique, de cette vérité générale : c Les lois générales de la mécani-

< que ont été déduites de l'observation attentive des faits, et « d'un petit nombre d'expériences très-simples, mais bien « choisies. On doit néanmoins reconnaître que ces expérien-

< ces et ces faits n'établissent d'une manière certaine et suf-

< fisamment exacte les lois générales que dans l'hypothèse

< de lois très simples ; mais l'idée qu'une telle hypothèse est

< nécessairement conforme à la vérité semble avoir été le c sentiment profond des hommes de génie qui fondèrent la « science mécanique, et les travaux subséquents ont prouvé c que ce sentiment les avait bien conduits. » Sans le sentiment qui a dirigé les fondateurs, les travaux subséquents qui ont expérimentalement justifié leurs théories auraient été arrêtés dans leur source.

Si les principes directeurs de la physique ne sont pas des vérités expérimentales, ce qui supposerait que la cause a été le résultat de l'effet, ce ne sont pas non plus des axiomes. Le principe de causalité seul appartient à la classe des yérités

!• Comoê, tome I, page 2.

immédiatement évidentes pour la raison. Les trois autres principes n'ont pas une évidence immédiate; ce qui le démontre c'est qu'ils n'ont pas, comme le principe de causalité, une application universelle. Le principe de la«constance ne s'applique aux êtres libres qu'en ce sens que la liberté est pour eux un attribut essentiel et permanent; mais, en raison même de cette liberté, leurs actions ne tombent pas sous la loi d'un déterminisme absolu. Le principe de la simplicité dirige sans doute les études biologiques ; mais c'est une question fort controversée que celle de savoir si ce principe n'égare pas les savants qui cherchent à établir l'unité d'origine des êtres vivants^ et surtout l'unité de la matière organisée et des corps bruts. Le principe de l'harmonie ne s'applique pas à l'état présent de Thumanité, si l'on croit à la réalité du mal ; il ne s'y applique du moins que dans le sens de l'harmonie conditionnelle du bien et du bonheur, du mal et de la souffrance. Lorsque Victor Hugo oppose

Le chant de la nature aa cri du genre humain, (i)

il rédige, SOUS une forme poétique, une observation qu'une philosophie sérieuse ne saura i t la isser dans l'oul^li . Les trois derniers des prin cipes directeurs sont \^%'pQstula%B de la science de la nature. Usne sont pas nécessaires; ilsnesont pas susceptibles d'une véritable démonstration expérimentale. < Ce n'est pas une évi- « dence, c'est une foi » comme le dit M. Charles Secrétan.(2) L'esprit humain porte en soi le germe de ces principes que l'expérience développe en les confirmant; ilmarche sous leur impulsion à la rencontre de la nature. Ces principes sont, en quelque sorte, des organes de vision intellectuelle mis en harmonie avec l'ordre réel des phénomènes, comme l'œil est en harmonie avec les ondes lumineuses. Croire que la lumière

i. Ce qu'on entend sur la montagne, dans les FmiXUt d^ Automne. t. Précis élémentaire de philosophie, g. 77.

Nayoui. ^ Phyuqvb modbns. iO

crée l'œil, et croire que l'expérience crée les principes qui la dirigent sont deui erreurs semblables, qui consistent à ramener faussement à un élément unique les deux termes d'un

rapport. . i i,x. .

Les principes directeurs existent dans la pensée à 1 état

virtuel ; ils ne s'actualisent que par l'expérience.Une fois mis

en action, ils sont plus ou moins reconnus et discernés par la

réflexion, et la réflexion qui les discerne est éclairée ou obscurcie parrinfluencedecertainesdoctrines.Cetteconsidération

jette un jour yif sur la ligne de démarcation qui sépare, au pomt de vue scientifique, l'antiquité des temps modernes.

mrLOENCE DES CROTANCES RELIGIEUSES SDR LES PRINCIPES

Les principes directeurs de la science existaient, en quelque ' mesure, dans la pensée des anciens philosophes de la Grèce, mais le polythéisme faisait obstacle au développement de ces , principes et à leur application générale. Le polythéisme, affirmé par la tradition religieuse, était fortifié par l'esprit poétique qui est partout favorable à la personnification des idées abstraites, et qui l'était en Grèce plus encore qu'ailleurs. Tant que l'opinion commune plaçait une divinité à l'origine de chaque phénomène, elle tenait en échec l'esprit de la j science : le besoin rationnel de la causalité était satisfait, mais l'idée de la diversité infinie de causes, non-seulement libres mais capricieuses, arrêtait les recherches. Le sentiment de l'unité éclate avec puissance dans l'école dePythagore et dans celle de Xénophane. Socrate célèbre « le Dieu suprême, celm € qui a fait et qui dirige le monde, qui maintient les œuvres € de la création dans la fleur de la jeunesse et dans une vit gueur toujours nouvelle, qui les force d'obéir à ses ordres € et leur défend de s'égarer (1). » La nature de quelques-unes

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