CHAPITRE IV

Rôle et place de l’hypothèse.

1. Paradoxe : la physique ne veut être que le décalque de l’expérience, et jamais l'hypothèse n'y a eu un rôle plus étendu. — 2. C'est que l'hypothèse et la liberté de l'hypothèse sont un moment essentiel de la méthode expérimentale, et caractérisent l'attitude positive vis-à-vis de l'attitude dogmatique préscientifique. — 3. Le double rôle de l'hypothèse dans la physique contemporaine. Elle est non seulement un instrument de découverte, mais encore le moyen auquel on est forcé de s'adresser en l'état actuel des choses, pour établir les fondements des théories physiques. — 4. L'évolution de la physique théorique : jadis on s’accordait sur les généralités ; on disCutait sur les aétails. L expérimentalisme conséquent de la physique contemporaine au contraire s'accorde sur les détails, laisse en discussion les généralités. — 5. Il y a donc dans la science physique un résidu expérimental fixe, inaltérable, qui s’accroit sans cesse.

1. — Si tout ce qui précède est exact, on peut dire que la physique a évolué depuis la Renaissance en prenant constamment un sens plus expérimental. Il paraît aujourd’hui qu’elle a atteint le terme de cette évolution. Elle est devenue dans le sens le plus plein et le plus complet du mot une science positive. |

Les constructions ambitieuses présentées comme dominatrices de l'expérience, tout ce qui peut rappeler l’a priori ou une nécessité autre que les coïncidences empiriques, ont disparu. Rien n’étonnerait plus un physicien, pourvu que l’expérience le lui présentât, tant il est habitué à ne

rien affirmer que d’après l’expérience, et tant il est prêt à accepter d’elle des indications qu'il n'aurait même pas soupçonnées, ou contre lesquelles il se serait élevé de toutes ses forces. Aussi les hypothèses restreintes, les modèles mécaniques et transitoires se mulüplient-ils aux dépens de vastes systématisations trop prématurées.

Les sciences physico-chimiques nous présentent actuellement une spécialisation qui, à certains savants, paraît même excessive et dangereuse f.

Chacun ne cultive qu’une petite partie du domaine scientifique et aventure ses hypothèses et ses constructions théo- : riques sans se soucier beaucoup de l’ensemble, Il arrive, on l’a vu, que les constructions théoriques, les hypothèses peuvent aboutir à des conséquences contradictoires. Les philosophes s’en affectent et souvent en font une objection à l’objecüvité et à la valeur de savoir de la physique. Les physiciens s’en soucient fort peu. Ils comptent sur les expériences ultérieures, soit pour trancher le débat en rejetant l’une des contradictoires, soit pour révéler, en provoquant une théorie plus générale, que la contradiction n’était qu'apparente.

Cette confiance en l’expérience, d’une part, et, d’autre part, la relativité et les limites étroites de notre expérience actuelle, ont entraîné cette conséquence importante et en apparence paradoxale que l'hypothèse joue un rôle sans cesse croissant dans la physique. Jamais on n’a suivi d’une façon plus serrée les faits et jamais on n’a laissé un champ plus large aux anticipations sur l’expérience. C’est qu’on expérimente toujours pour vérifier une hypothèse, et que la conjecture consciente est un moment essentiel de la méthode expérimentale.

2. — Tant qu'on restait fidèle à la méthode d’intuition intellectuelle, les constructions théoriques, pour leurs auteurs, et souvent pour l’époque, si l’on prend les constructions qui rallièrent la presque totalité des physiciens, n'étaient pas des hypothèses. Certaines parties pouvaient

1. A. Houllevigne, par exemple, dans un article de la Revue de Paris du 1" juillet 1905 : « Les frontières des Sciences ».

être considérées comme hypothétiques, mais les grandes lignes et les fondements semblaient définitifs. L'histoire du mécanisme traditionnel est l'illustration même de cette observation. Chaque époque a été marquée par une forme dominante de la théorie mécanique, et cette forme a toujours passé pour avoir une valeur absolue, Si Newton dit « Hypotheses non fingo », il songe à l'hypothèse cartésienne et il ne se doute pas qu'il jette les bases d’une autre hypothèse, celle des forces centrales. Pour son dogmatisme, cette hypothèse est l'expression même de la réalité ; elle n’est plus une hypothèse. Il en sera de même ensuite pour ceux qui trouveront que la notion de force est obseure ; ils n’ont pas de représentation perceptive de la force ; elle est par suite hypothétique. Le mouvement, le choc des masses matérielles leur paraissent, au contraire, des notions claires et des données empiriques. Et c’est toujours pour ne pas faire d’hypothèses qu'ils rejetteront la notion de force et adopteront l’atomisme cinétique. Il est donc bien vrai de dire que dans cette physique où tout, pour nos habitudes d’esprit actuel est hypothèse, la place que croyaient laisser à l'hypothèse d’une façon consciente et voulue ses créaleurs et ses disciples, était extrêmement petite, L'hypothèse était pour eux un accessoire contingent et très secondaire de la méthode.

Ceci était, si l’on veut bien y faire attention, une conséquence logique de ce mélange intime d’intuition intellectuelle et d’intuition empirique, qui semble caractéristique de la méthode de la physique antérieure au milieu du xix° siècle. C’est parce que les physiciens avaient une confiance indéfectible en toute idée simple, claire, distincte, parce que l'évidence rationnelle était pour eux le critère inconscient de la vérité et de la réalité, qu’ils ne pouvaient imaginer de limitation à un système dès qu’il était fondé sur des idées simples, claires et distinctes. Certains qu'ils étaient des fondements, l’hypothèse n’avait plus guère de place dans le développement de ia science. Elle n’était qu’un moment préparatoire dans l’imagination du savant à propos d’une recherche de détail.

3. — De telles prétentions devenaient inconciliables avec un expérimentalisme conscient et bien défini. L'expérience doit laisser nécessairement le champ ouvert à de nouvelles recherches. Par suite, le domaine de l’hypothèse est pratiquement sans limites. Si l’on ajoute que vraisemblablement on ne peut pas considérer les résultats acquis jusqu'ici comme très considérables, en face de ceux qui restent à acquérir, on voit tout de suite le rôle et la place de l’hypothèse dans la physique moderne. Elle en est un facteur intégrant et essentiel à un double titre : la science ne progresse qu'en formulant des hypothèses et en provoquant les recherches nécessaires à leur vérification d’une part; et d'autre part, l’état actuel de la science exige que la plupart de ses propositions soient encore des hypothèses, surtout ses propositions générales. :

Ce dernier point vaut qu’on y insiste, car c’est encore un point d'opposition directe entre l’ancien et le nouvel esprit de la physique.

La physique scolastique avait la prétention d’atteindre directement les propositions générales dont se déduisait le système complet de la nature. Contre cette prétention s’éleva la physique de la Renaissance ; elle conservait toutefois assez de confiance en nos lumières naturelles, pour affirmer que nous pouvions atteindre la nature simple. Ce n’est plus la propriété essentielle qui enveloppe toutes les propriétés particulières ; c’est le fait qui se retrouve dans tous les autres faits, et qui en se composant avec lui-même, les reproduit. Ce fait fondamental, l'esprit l’aperçoit d’abord, car il est plus simple qu'aucun autre et, une fois qu'il est aperçu, le problème physique se réduit à ceci : trouver comment les autres faits dérivent du fait fondamental : reconstruire les autres faits avec celui-ci. Il n’y a plus qu'à appliquer les règles générales de la démonstration mathématique par lesquelles on construit avec les éléments déjà connus la solution de questions non encore résolues. Le mécanisme traditionnel, par cela même qu'il s'appuie sur l'évidence de la relation simple, clef de voûte de la théorie physique, ne met pas en

doute et ne peut plus mettre en doute les fondements de ses théories.

La physique actuelle ne retient rien de cela : elle considère que nos premières découvertes portent, en effet, sur des faits extrêmement simples ; c’est leur simplicité qui a permis d’en formuler les lois. Elle considère encore que ces lois ont un rôle très important en physique, car c’est par leurs généralisations et leurs adaptations progressives qu’on a défriché des portions très vastes du champ de la physique. Mais ces généralisations et ces adaptations progressives ont été au moins suggérées, sinon dictées tout entières par l’expérience. Mais les expériences passées et à venir sont l’unique garantie de validité de ces généralisations et de ces adaptations. Il en résulte qu’elles ne sont plus considérées comme définitives, immuables ; elles sont susceptibles d'évolution, comme des hypothèses qui, pour fondamentales qu’elles soient, vont sans cesse se précisant, se complétant, s’améliorant.

Elles restent donc constamment sujettes à revision et à limitation. On ne peut pas dire que ces découvertes ne sont pas, par la simplicité même qui a causé leur antériorité sur d’autres, dans une situation privilégiée. Elles constituent un domaine particulièrement stable. Mais personne n’accepte plus aujourd’hui que ce domaine soit toute la physique. On ne voit, au contraire, en lui qu’un ensemble de conditions nécessaires, que rien n'autorise à déclarer suffisantes. Cela est évident pour Duhem : les faits fondamentaux du mécanisme classique sont les bases d’une théorie partielle de la physique, de la théorie des phénomènes les plus simples ou plutôt les plus simplifiés. Cela est encore évident pour Mach qui ne veut que systématiser de la façon la plus simple possible l’expérience et qui se déclare toujours prêt à admettre des principes nouveaux pour des faits nouveaux. Cela est encore évident pour Poincaré qui considère que l'application des principes généraux peut toujours être limitée par des expériences nouvelles, où ces principes sont insuffisants et qui en appellent d’autres.

Mais cela est encore vrai pour le mécanisme contempo-

rain. Ce dernier admet bien que les relations simples dont le mécanisme ancien faisait les conditions nécessaires et suffisantes de l'explication naturelle, doivent subsister dans cette explication. Mais elles en constituent seulement, soit une partie et même une partie dérivée, soit les lignes très générales et, par suite, très hypothétiques, très incomplètes et très vagues. Le mécanisme suppose que la façon dont elles ont été expérimentalement acquises est un garant de leur stabilité. Mais l’empirisme qu’il professe lui interdit de voir en cela autre chose que la conjecture la mieux adaptée à l’ensemble actuel de l'expérience, et dans cette conjecture, autre chose qu’un commencement : on a bien commencé, mais il est plus important encore de bien continuer. Et la physionomie de la physique se transformera si l’on continue. ;

En d’autres termes, les éléments que l’ancienne physique, représentée par le mécanisme traditionnel, considérait: comme les mieux assurés, la physique nouvelle les considère comme hypothétiques, précisément à cause du rôle fondamental et général qu’on leur fait jouer, et le mécanisme, aussi bien que les autres écoles, quoiqu'il ait une confiance beaucoup plus grande en ces hypothèses.

Les fondements, les principes, les généralités de la physique, et ceci est conséquent avec l’empirisme régnant, sont moins assurés que les détails et les lois particulères.

4. — Toutes les conceptions actuelles de la physique insistent d’ailleurs sur un fait inconnu, ou à peine aperçu de la physique classique : l’évolution de la physique théorique. Or, une évolution de la physique théorique n’est compréhensible que si les fondements de la théorie ne sont pas arrêtés au moins dans leur détail précis et d’une façon inébranlable. Il ne peut y avoir évolution dans une théorie que s’il y a hypothèse.

On voit maintenant pourquoi les théories de la physique actuelle, dès qu’elles s’éloignent des phénomènes particuliers, sont extrêmement souples et plastiques, pourquoi elles effleurent plutôt les phénomènes superficiellement, qu’elles ne prétendent les approfondir. C’est par indications que

procède toute théorie générale dans la physique actuelle. On montre la possibilité de la théorie, comme dans le Traité d'électricité de Maxwell. On se garde bien d’en tenter une élaboration complète .et réelle. On cherche, en un mot, ce qui, malgré le gros inconnu des expériences futures, peut être assigné ou conjecturé en vertu des expériences passées. Et l’énormité de cet inconnu force nécessairement à des généralités très vagues et à une systématisation très superficielle.

Ce rôle et cette place faits à l’hypothèse ne caractérisent pas seulement la physique actuelle ; ils caractérisent encore les divergences de vues des différentes écoles, entre lesquelles nous ont paru se partager les physiciens contemporains. Tant qu'on pouvait croire que les fondements de la physique étaient assurés d’une façon inébranlable, il ne pouvait y avoir place pour des divergences sur les principes. Les discussions avaient lieu entre physiciens sur des points de détail, bien plus que sur les généralités, et si certaines découvertes particulières, comme dans la théorie de la chaleur ou de la lumière (hypothèse du calorique et de l’émission) amenaient les physiciens à varier, en tout cas les changements ne visaient qu’une forme particulière de la théorie sur un point particulier, et l’époque ultérieure présentait autant d’unité que l’époque précédente. On ne discutait jamais sur l’ensemble théorique de la physique ; on le modifait sur certains points et on considérait ces modifications comme des modifications spéciales qui n’attaquaient en rien la pérennis physica. Il y avait une physique traditionnelle.

Aujourd'hui, au contraire, on croit, et c'est une conséquence logique de ce qui précède, que c’est sur les points de détail que se réalise l’accord, car ces points de détail peuvent être tranchés par des expériences. Mais la plus grande latitude, la plus grande tolérance doivent être laissées quant aux théories générales, car celles-ci ne peuvent être que des hypothèses. Et le rôle et la place faits à l'hypothèse ont amené nécessairement dans tout le domaine des généralisations, c’est-à-dire dans toute la physique théorique les divergences des écoles. Ces divergences ont leur

raison d'être, et leur raison d'être fatale, dans ce fait que la physique générale est consciemment et volontairement une physique conjecturale. On voit ce que valent les eritiques de la valeur objective de la physique qui s’appuient sur ces désaccords. Ce n’est pas sur la matière et le contenu de la physique qu'ils portent, c’est sur les anticipations de l'expérience, dans le domaine qui s’éloigne le plus de la source unique du savoir. N'est-ce pas, au contraire, par respect pour la valeur théorique de la science, pour sa valeur de savoir, que l’on a fait soigneusement le départ entre l'objectif de l’expérience et le subjectif des hypothèses ? Et n’est-ce pas ce départ qui permet la multiplicité, lopposition, la contradiction des hypothèses? On pourrait dire sans paradoxe, que Jamais la valeur objective de la science n’a été plus assurée, plus nettement établie, et plus digne de notre confiance, que depuis que la diversité des opinions s’est donné libre cours dans le domaine de la physique théorique : Ceci marque, en effet, la conscience claire et distincte de ce qui est réel et de ce qui est hypothétique, du certain et de l’incertain, de l’objectif et du subjectif, du donné et du créé.

9. — L'évolution progressive de la physique en effectuant ce départ a, du même coup, consacré, par l’accord unanime de tous les physiciens, en face du champ ouvert à la diversité des hypothèses, des parties stables et définitives. C'est encore une conséquence de l’empirisme intégfal qui caractérise l'esprit actuel de la physique. Si l'expérience est à elle-même son propre garant, et s’il n’y a point d’autre critère du vrai et de l'objectif que l'expérience, il faut qu’à travers toutes les transformations de la physique de l’avenir, demeurent intacts les résultats bruts de l’expérience, bien faite s'entend, et avec toutes les précautions et les corrections de la méthode expérimentale, avec toutes ses restrictions aussi, imposées par les limites de nos procédés expérimentaux. Tous les physiciens sont encore unanimes sur ce point. La physique expérimentale est un centre fixe contre lequel ne peut prévaloir aucun changement de théorie, aucune modification d'interprétation. La physique de

At + ES

demain retrouvera toutes nos expériences bien faites et sera obligée de s’y conformer, strictement, comme la physique d'aujourd'hui,

On remettra donc les choses au point, en se défiant des formules de ce genre : l’expérience de demain peut contredire l'expérience d'aujourd'hui. Non, sur le terrain où veut rester placée la science et où nous sommes forcés de la suivre, l'expérience de demain ne peut contredire l’expérience d'aujourd'hui. Elle peut montrer qu’une expérience éait mal faile ; mais en assignant, — grâce à une nouvelle expérience, — la cause de l'erreur, loin d’infirmer la validité du critère expérimental, elle le confirme. Elle lui donne toute la résistance souhaitable contre le scepticisme. Deux expériences contradictoires sont deux expériences où nous ignorons une des conditions essentielles de l'expérience. Et leur contradiction nous incite à la faire découvrir. La méthode des résidus n’est guère, en pratique, que l'illustration constante de cette remarque.

Il n’y a rien de moins honnête que ces critiques qui prennent pour base ce fait que la méthode expérimentale procède par moyennes, qu’elle corrige arbitrairement les expériences au nom de prétendues erreurs d'expériences, que toute expérience est en quelque sorte falsifiée par la méthode même du savant. Mais entre quelles limites oscillent ces corrections ? Tout ce qu’on peut en conclure, c’est que nos instruments et nos sens ne sont point parfaits, que notre technique a encore des progrès à faire, et que ces progrès... ne changeront les résultats obtenus que d’une facon infime et négligeable. Une moyenne d'expérience n’a-t-elle pas autant de valeur pour établir et mesurer le rapport de deux phénomènes qu’une expérience qui serait faite avec des instruments infiniment plus précis ? Le travail est plus long et plus difficile, mais 1l a même objecti-

vité. Cet argument est aussi sophistique que celui des pré-

tendues AIO de l’expérience. Il n’est pas un physicien qui mettra en doute, et actuellement, et pour lP’avenir, les résultats d’une expérience méthodiquement criti-

quée.