CHAPITRE III

Le Relativisme de la physique contemporaine.

1. Influence de la philosophie sur la science dans un sens positiviste. — 2. La conception cartésienne de la science physique : son dogmatisme métaphysique . — 3. Le mécanisme traditionnel hérite de cette conception, même quand il se présente comme purement expérimental. — 4%. La physique contemporaine s'oppose directement à cette conception : plus d’intuition intellectuelle : l'expérience est la mesure de la vérité : Ce qui ne veut pas dire que la physique contemporaine ne soit plus rationaliste. Mais la raison n'existe qu'en fonction de l'expérience. — 5. Le relativisme de la physique contemporaine : en quel sens il faut l'entendre. — 6. Les éléments dans la théorie mécaniste actuelle : ce ne sont plus des réalités, des positions, mais ils ne: sont définis que par des relations. — 7. Vue d'ensemble sur le relativisme expérimental de la physique contemporaine.

1. — Les physiciens contemporains sont tous d’accord pour admettre la valeur objective des sciences physico-chimiques et pour prendre cette expression : « valeur objective », dans un sens tout à fait empirique. Il résulte de là une conséquence nouvelle : la valeur objective des sciences physico-chimiques est d'ordre phénoménal. Sur ce point, l'influence de Condillac, de Hume, et surtout l’influence de Kant et du positivisme ont complètement pénétré l'esprit scientifique de la seconde moitié du x1x° siècle.

C’est peut-être un des points où l’on peut constater le mieux l’action directe des réflexions générales qui constituent la philosophie sur les sciences particulières. Cette action est, logiquement, indiscutable, puisqu'un système

de philosophie ne fait qu’analyser d’abord et concentrer ou synthétiser ensuite en des formules très générales les besoins intellectuels, disons mieux, les exigences intellectuelles que créent le mouvement et le nécessaire développement des idées. Cette action, dans des cas comme celui-ci, est indiscutable en fait, On ne peut pas dire que la philosophie ait suivila science. On ne peut pas dire que la philosophie ait transcrit bon gré, mal gré ce que la science lui dictait, car le relativisme philosophique, le positivisme phi- Iosophique, ont précédé historiquement d’un demi-siècle, et plus, le relativisme et le positivisme scientifiques.

Certes, c’est par une réflexion sur la science et ses résultats, c’est surtout par une réflexion sur la science de Newton, plus positif ou moins réaliste que les savants ne l’avaient jamais été et ne l’étaient de son temps, que Berkeley, Hume, Condillac critiquèrent le résidu réaliste de la science de la Renaissance. C’est encore l'influence directe de Newton qui se joignit à celle de Hume pour éveiller Kant de son sommeil dogmatique. Mais si les philosophes trouvèrent dans l’analyse de la science et de ses résultats, les fondements d’une théorie relativiste et positiviste, ïls .ne trouvèrent nullement dans les écrits des savants l’expression ou même l'indication de cette théorie. Il fallait interpréler par une réflexion méthodique sur les sciences de l’époque, la nature du raisonnement scientifique et la valeur de ses résultats. Cette interprétation fut tout entière philosophique, et par la qualité de ceux qui s’y adonnèrent, et par leur méthode dialectique et réflexive. En construisant la théorie philosophique de la science, on a été amené à . en circonscrire nettement le domaine et la valeur, alors que la plupart des savants étaient encore naïvement dogmatiques et devaient le rester assez longtemps.

Ce dogmatisme naïf, ils le devaient encore aux philosophes et à l'influence cartésienne ; si bien que toute la question de la valeur de la science est une illustration des influences nécessaires, constantes et considérables par leur importance et leurs effets qu’exercent mutuellement, l’une sur l’autre, la science et la philosophie. Mieux enéore, c’est

une illustration de l’influence nécessaire, constante et considérable qu'exerce directement l'esprit philosophique général sur l'esprit scientifique. Si l’on peut dire que la grande tradition philosophique s’est toujours inspirée, et scrupuleu- . sement, de la science du temps, et que les plus grands philosophes ont été des savants, il est vrai d'ajouter que par un choc en retour, la philosophie a contribué à préciser l'esprit général de la science, surtout de la science physique. Elle en a donné une interprétation, implicitement contenue dans les résultats acquis par les purs savants, mais qui, chez aucun d’entre eux, ne se dégageait et ne se formulait nettement. Elle a analysé l'atmosphère dans laquelle vivent les savants et dont en grande partie ils vivent, sans s’en rendre bien compte, un peu comme les hommes vivent de l’air. Par là, les études générales de la science et la critique scientifique qui, d’après Comte, constituent proprement la philosophie et qui l’ont toujours dans la plus large mesure constituée chez les grands philosophes, ont: rendu et rendent un service aussi incontestable que nécessaire aux sciences proprement dites.

2. — Jusqu'au milieu du xix° siècle, à quelques très rares exceptions près, et ces très rares exceptions ne se sont jamais présentées d’une façon nette et systématique, la conception cartésienne de la valeur de la science physique régna sans contesie. Elle peut se résumer en deux propositions très simples : si l’on considère les choses en surface, au point de vue de l'extension, la science physique n’a d’autres limites que les limites de la nature. Au point de vue de la compréhension, si l’on considère les choses en profondeur, la science physique atteint la substance ellemême. Une fois la science achevée, le savant serait identique au créateur, virtuellement. Il n'aurait pas le pouvoir de créer; mais il connaîtrait le comment et le pourquoi de la création jusqu’en ses derniers détails. Il aurait le même savoir, sinon le même pouvoir. Dum Deus calculat, fit mundus ; et ce calcul divin, c’est celui dont Leïbniz formule lés lois. Pour Newton, temps et espace sont des attributs de la divinité; et Newton pense avoir établi les

principes absolus de la science du temps et de l’espace. Remontons plus haut, aux cartésiens proprement dits. Il suffit de nommer Spinoza et de remarquer que si Descartes a dit que Dieu conservait le monde par le même acte et de même façon qu'il l’a créé, on peut dire inversement qu’il l’a créé de la même façon et par le même acte qu'il le conserve. Or, pour.Descartes, la science assigne avec exactitude toutes les lois par lesquelles se conserve l’univers.

Les philosophes distinguent, il est vrai, l'essence et l'existence, des lois d'essence et des lois d’existence. Mais est-il besoin de faire remarquer que, pour eux, au contraire d’Aristote et d’une philosophie de la qualité et de l’ineffabilité de l'individu, l'existence n’est qu'un cas particulier, qu’une limitation de l'essence. Même pour Leibniz, car l'être est machine dans ses moindres parties.

Il résulte de là que la science peut dépasser le réel, et non le réel dépasser la science. Car la science est capable d’atteindre l'essence. C’est son rôle et sa définition. La science a devant elle tout le champ des possibles. S'il y a de la contingence dans le monde, c’est que les conséquences des principes de la science n’ont pas été toutes réalisées. Cette contingence ne s’oppose donc pas à ce que le monde soit tout entier pénétrable par notre science. Elle s'oppose peut-être à ce qu’a priori, nous prenions pour réalisées toutes les conséquences des principes (et encore pour Spinoza, ceci serait sujet à discussion). Mais elle implique fatalement que fout réel, et que tout le réel se déduisent des essences dont la science est la claire et distincte intellection.

D'ailleurs si nous quittons le champ de la philosophie - pour celui de la science, la distinction entre l’essence et l'existence ne se pose même plus. Il n’y a qu’à lire les partes scientifiques de l’œuvre de Descartes, les réflexions d’'Euler ou de Huyghens, et ensuite les travaux de tous les mécaniciens et physiciens du xvin® siècle et de la première moitié du xIx° pour s’en rendre compte, en particulier les travaux de Lagrange, de Laplace, de Poisson, etc.

Partisans du plein et du continu, comme partisans du

vide et des atomes, qu’on adopte l'hypothèse des tourbillons dans un fluide primitivement homogène, ou les chocs de petites masses dans le vide, dans tous les cas, le mécanicien ou le physicien croit par son hypothèse s'élever à des principes qui sont les conditions nécessaires et suffisantes de l'univers physique. Les limites de la physique sont les limites de la nature.

Il est aisé de voir la’ liaison intime de cette solution dogmatique de la valeur de la science physique avec le dogmatisme des théories métaphysiques de la connaissance en général. Sur quoi repose cette conception de l’adéquation de la science à la réalité, sinon sur la conception de l’idée adéquate et de l'intuition intellectuelle ?

3. — Les savants ne s’en doutent guère : tous ils croient être observateurs et expérimentateurs scrupuleux. Le mécaniste traditionnel de la première moitié du x1x° siècle, les disciples qu'il peut encore avoir aujourd’hui auraient énergiquement protesté si on les avait traités de métaphysiciens, et si on leur avait parlé d’intellect intuitif. Ils croient être les fidèles interprètes de l’expérience ; ils ne croient être que cela. Et pourtant... Il faudra tout l'effort de la critique du xvi°- siècle, de Kant et de Comte.pour montrer que l’empirisme conduit nécessairement au relativisme.

Lorsqu'ils formulaient leurs hypothèses, les physiciens traditionnellement mécanistes parlaient de l’expérience, ils s’imaginaient ne jamais la dépasser. Faisaient-ils rien autre que remonter des conséquences aux principes, qu'analyser la réalité expérimentalement donnée ? Arrivant ainsi aux tourbillons ou aux atomes, aux principes de Galilée ou de Newton, aux forces centrales, pourquoi auraient-ils cru gw'ils sortaient du domaine de l’expérience ? Une fois là, il leur semblait tenir les fils mêmes qui faisaient naître, mouvoir et disparaître les phénomènes. Comme ils étaient partis de l'intuition empirique, ils croyaient n'être pas sortis de son domaine. Et leur certitude, leur dogmatisme leur semblaient assis sur l'expérience. En réalité, l'intuition empirique s'était tout simplement changée en intuition intellectuelle. C’est dans leur esprit, à la lumière de la

raison carlésienne, qu'ils voyaient ces prétendus résultats derniers de la méthode expérimentale, Le mécanisme rationnel et l’enchaînement déductif des idées avaient, sans qu'ils s’en doutent, pris la place des liaisons expérimentales et du déterminisme des choses. Ils étaient devenus cartésiens sans le savoir, tout en voulant rester empiriques, les représentations ayant progressivement fait place aux concepts purs. Au fond la seule garantie des principes premiers qui servaient de fondement à la physique, était une intuition rationnelle. La croyance en la simplicité et en la symétrie des phénomènes naturels, simplicité et symétrie prises en valeur absolue, résumait en gros cette intuition. Les exigences de clarté et de distinction qui appartiennent à l'esprit s’objectivaient d’elles-mêmes, et la réalité était conçue sans qu’on s’en rendît compile, comme la cristallisation des conceptions de l’entendement. De là, l’accord profond entre le mécanisme et le rationalisme au xvrr° siècle, au xvin® et pendant toute la première moitié du xix*° siècle. Cournot, bien qu’il ait subi l'influence de Kant et de la critique philosophique du xvi° siècle, bien qu'il ait senti très profondément la complexité de la réalité, représente encore cette manière de voir qui fond en quelque sorte l’intuition rationnelle et l'intuition expérimentale en un même tout indivisible. « L'ordre rationnel tient aux choses considérées en elles-mêmes... Les idées de la raison et l’essence des choses pourraient résider dans une intelligence qui n’aurait pas la même constitution psychologique (que la nôtre). »

Au fond, il restait dans la pratique scientifique beaucoup de cette tendance qui engendra la philosophie du concept, puis, bien qu’en réaction très forte contre celle-ci, le dogmatisme cartésien. L'idée, comme la représentation empirique, est une perception de l’objet. L’intelligibilité est une expérience en son genre. Entre l’expérience sensible et l'expérience intellectuelle, il y a continuité, identité.

4. — C'est à cette conception que l'esprit actuel de la physique semble avoir renoncé à jamais.

Non point qu’il rompe en visière, comme on l’a dit trop

souvent, avec le rationalisme. La physique tout entière, même dans la conception énergétique, — celle qu'on pourrait peut-être rer le plus facilement dans un sens irrationalisite, — admet que la théorie physique doit être avant tout fidèle aux principes formels de la pensée et surtout au principe de contradiction. On peut toujours rendre compte de l'expérience d’une façon rationnelle, tel est le postulat de la théorie de la connaissance de cette physique. Pour elle, et à plus forte raison pour tous les autres, l'expérience physique reste avant tout intelligible. La science continue à vouloir satisfaire la raison. Seulement, la raison a perdu son sens réaliste et objectif. La raison n’est plus, comme le définissait encore Cournot, la mesure des choses, l’intuition de la réalité. Elle n’est plus indépendante de la constitution psychologique. Rien n'autorise plus à lui conférer une valeur absolue.

La raison, c’est l’instrument de connaissance que l’évolution a vraisemblablement fait apparaître, en tout cas qu'elle a forgé et perfectionné : l’évolution, c’est-à-dire la sélection et l’adaptation, les besoins de l’action, de la compréhension, de la communicabilité. C’est pour la synthèse cohérente avec Duhem, c’est pour l'épargne de la pensée avec l’énergétique, c’est pour la commodité avec Poincaré, c'est pour l’adéquation à l’expérience avec les mécanistes modernes, que les principes rationnels s'imposent.

Et cette conception est directement héritée de la critique philosophique de la connaissance, des attaques de Hume et des empiristes, contre l'intuition intellectuelle. Cette critique a modifié profondément l’esprit de la physique contemporaine.

5. — La physique contemporaine ne croit plus pouvoir construire un système coextensif à l’univers physique. Elle ne croit pas pouvoir atteindre la réalité, non seulement pour des raisons psychologiques ou métaphysiques qui ne sont ni de son ressort, ni de notre sujet, mais sous l'influence de ces raisons peut-être, pour des raisons proprement physiques et expérimentales qui, seules, nous intéressent ici.

La physique moderne ne croit plus pouvoir dire un jour :

Voici le système de l'univers physique, parce que, ne reconnaissant d’autre inspiratrice que l’expérience, elle ne peut pas savoir si toutes les actions physiques peuvent être données dans notre expérience. Des actions inconnues et directement inconnaissables à nos sens sont révélées par les conséquences indirectes de certaines expériences. La liste de ces actions doit nécessairement toujours rester ouverte dans un système empirique. On ne pourrait la clore que si précisément on accordait à l’intellect humain une puissance propre capable d'atteindre les principes premiers, tous les principes premiers et leurs conséquences : ces principes portant en eux-mêmes la marque qu'ils sont bien premiers, et qu'au delà, la recherche ne peut plus se poursuivre sans absurdité : Verum index sui. Notre systématisation physique restera donc toujours une systématisation incomplète, un cycle ouvert et non un cycle fermé. Alors que pour le cartésien, notre monde réel n’était qu’un cas particulier du monde construit par la science, pour le physicien moderne, nos théories n’embrassent jamais que des cas particuliers du monde réel. La réalité les déborde de toutes parts. Et les théories physiques vont se modifiant, se complétant, s’unifiant toujours, serrant à mesure de plus près le réel, sans jamais espérer affirmer une fois pour toutes qu’elles le tiennent tout entier 1.

Mais si nous ne pouvons pas atteindre les principes premiers, si le mécanisme lui-même aujourd’hui considère les principes comme des principes relatifs, sujets à revision. à compléments, à limitation ou à restriction comme à extension et à généralisations nouvelles, il vient immédiatement que nous ne pouvons pas atteindre les éléments ultimes de la réalité. Ce fait que la théorie physique sera toujours relative, implique sur le terrain de l'expérience qu'elle ne pourra jamais donner un résultat de l’expérience comme le terme de la recherche. L'unité simple et absolue dont l'univers physique se compose par simple addition,

1. Voir en particulier Jean Perrin : Préface des « Principes de Chimie physique », et la « Discontinuité de la matière ». (Revue du Mois, de mars 1906.)

l’ancien atome ou le fluide homogène, matrice universelle de toute existence matérielle, autant d'instruments de la connaissance qui ne peuvent plus figurer que dans un musée d’antiquités historiques. oo indécomposable, à supposer que l'expérience nous révèle un jour directement une structure granuleuse de la matière, ou plutôt de certaines existences physiques, ne sera indécomposable et ultime, ne sera vraiment élémentaire que pour nos moyens actuels d’expérimentation. De même l’homogénéité d’un milieu universel qui créerait par ses tourbillons les particules apparentes de la matière. Et de fait, avant même d’avoir une révélation directe de la structure granuleuse de la matière, les physiciens, les chimistes et surtout les physico-chimistes modernes admettent que l'unité de granulation n’est que relative. Et déjà sous les nécessités des expériences et des théories relatives à l'électricité, l’ancien atome nous apparaît à son tour composé comme la molécule, et composé d’une façon bien plus complexe. C’est un monde. Notre système solaire est simple quand on le compare à lui. D'ailleurs, dans les conditions les plus récentes, la masse (naguère essence de notre représentation de la matière), semble devenir fonction d’autres représentations plus fondamentaies : en dernière analyse, probablement du mouvement, dans une théorie purement cinétique.

Ici, il y a une équivoque à prévenir ; si les écoles qui se séparent du mécanisme affirment avec toute la netteté que l'on peut souhaiter que la physique se borne à assigner des relations entre les données élémentaires de l'expérience, le mécanisme semble reposer en dernière analyse sur la considération d'éléments réels. N'est-ce pas le contraire même des conclusions qui précèdent ? Lorsqu'on songe que le mécanisme comprend la presque totalité des physiciens, à ce point que Boltzmann peut traiter toutes les autres écoles de sécessionistes, il est impossible de passer outre, sans avoir élucidé cette question.

6. — Pour lever l’objection, il suffit que le mot élément ait un sens tout à fait nouveau, et tout à fait relativiste.

L'élément, donnée de l’expérience ou supposé donnée

de l'expérience, s’il s’agit d’un élément dont l'existence n’est encore qu'hypothétique, est identique à toutes les autres données de l'expérience. Il est un phénomène élémentaire, méthodologiquement analogue à tous les autres phénomènes, plus simple qu'eux, voilà tout. Il est donc une relation. C’est ce qu'a particulièrement mis en lumière Hannequin 1, à propos de l'atome. C’est ce que proclament toutes les conceptions physiques actuelles de l’atome, comme nous l'avons esquissé tout à l'heure. L’atome est relatif : c’est la représentation, la figuration d’une relation expérimentale. Il est facile de voir que l’on concevrait de même aujourd’hui la force, en particulier les forces centrales, dont le rôle a été si considérable dans la physique newtonienne, que l’on conçoit ainsi les tourbillons cartésiens repris par Helmhol{z et lord Kelvin.

Si donc le mécanisme conserve des éléments, le mouve-

ment, par exemple, — et ce terme est plus propre qu’aucun autre à éclairer d’une façon concrète le sens de ce terme « élément », — il les définit par des relations ; l’élé-

ment n’a d'autre signification que celle que lui confèrent ces relations. Il n’a pas d’autre chjectivité. Nous sommes donc partout, avec la physique actuelle, dans le domaine du relatif. La physique ignore la matière au sens métaphysique du mot, et ce que le mécanisme entend par matière, ce n’est pas la substance réelle et ultime, c’est la synthèse des’ relations les plus générales offertes par l'expérience, c’est une donnée de l'expérience, donc un ensemble de relations.

Poincaré, dans son livre : La valeur de la Science, caractérise la période que vient de traverser la physique, et dans laquelle, d’après lui, nous sommes d’ailleurs encore, par cette dénomination : La physique des principes. Des principes, c'est-à-dire nécessairement des relations, car un principe ne peut être autre chose. La physique repose donc bien tout entière sur des relations. Et si ce savant entrevoit une autre période qui commence, et dont la théorie cinétique

1. Essai crilique sur l'hypothèse des alomes dans la science contemporaine. (Paris, F. Alcan.)

des gaz serait comme l’avant-coureur, ce n’est certes pas un retour au mécanisme réaliste qu'il marquera, mais bien un progrès vers l’empirisme relativiste, puisque ce serait le triomphe du mécanisme actuel, tout imprégné d’empirisme et de relativisme.

La physique actuelle peut donc se définir un phénoménisme ou un positivisme complet, dans le sens que Stuart Mill ou Comte ont donné à ces mots. Elle n'aurait pas pu se définir ainsi, à ne consulter que les travaux et les idées des physiciens, au moment où ces philosophes définissaient le phénoménisme et le positivisme, Sur ce point, la philosophie a prévu et prévenu le mouvement scientifique d’une façon très nette.

T. — Pour la physique actuelle, l’univers physique se réduit en dernière analyse à des sensations, plus exactement, car ce terme sensation est assez vague aux représentations de la perception extérieure. Les relations qui définissent ces représentations, voilà son objet. Quant aux propriétés constituant qualitativement chacune d’elles, quant à ce que seraient, pour employer la terminologie psychologique, les sensations elles-mêmes qui constituent par leurs synthèses et leurs relations ces perceptions, la physique actuelle n'en a cure.

Il faut bien remarquer, en effet, que le positivisme et le phénoménisme du physicien a un sens plus complet, plus précis, comme on devait l’attendre d’une conception scienüfique que le positivisme et le phénoménisme philosophiques. Si le philosophe a précédé le savant, c’est par une anticipation très générale et très vague. Le savant a donné un sens plus concret et plus exact à l’assertion du philosophe. Il l’a complétée et mise au point. Le positivisme philosophique se borne, en effet, à prétendre que nous ne pouvons connaître l'absolu, parce que nous sommes enfermés dans le domaine de nos états de conscience, de nos sensations, et que celles-ci dépendent de la constitution de notre esprit, autant, sinon plus, que de la constitution des choses, à supposer qu'il y ait des choses indépendamment de l'esprit. Il ajoute encore, comme déduction nécessaire,

que tout ce que nous connaissons n’est pas un objet, mais une relation d’un sujet à un objet.

La physique contemporaine reprend cette double proposilion : impossibilité d'une connaissance tolale et limitation de notre savoir à des relations. Mais il faut les entendre en un sens bien plus positif et bien plus expérimental que dans leur acception philosophique. Ce que la physique actuelle prétend, c’est que ce que nous considérons comme unités représentatives élémentaires, ne peut être défini que par des relations. Le mot absolu, quand on l’emploie, comme dans les expressions : température absolue, mouvement absolu, temps absolu, ete., ne désigne, si l’on analyse l'expression, qu’une relation invariable, inconditionnelle et nécessaire, mais toujours une relation. Autrement dit, toute expérience établit une relation et ne peut établir que cela, car toute expérience est une mesure.

Il est impossible de ne pas remarquer en passant combien cette attitude de la physique s'accorde avec les conclusions les plus récentes de la psychologie de la connaissance : Là aussi, une sensation n’est ce qu’elle nous apparait, ce que nous connaissons d'elle, que par des relatons multiples avec les états antécédents, concomitants et conséquents. Elle ne peut être définie à son tour qu’en fonction de ces relations.

En résumé, les éléments de toute théorie physique, quelle que soit l’école consisérée, sont des relations. Et dans la théorie mécaniste, la représentation malléable et figurative n'est que la concrélisalion des relations les plus générales, des principes, à l’aide de données perceptives.

Une expérience sans cesse revisable, sans cesse progressive, toute la physique, fonction de l'expérience, à chaque instant donc, relative à cette expérience : telle est la physionomie de la physique contemporaine.

, 1. Voir à ce sujet la note au sujet du mouvement absolu et des idées de Painlevé, p. 394.