IV. — Conclusions

1. La conception de la théorie physique que nous présente Duhem n'a rien qui contredise l’expérimentalisme de la nouvelle école. — 2. Objectivité de la science physique. — 3. Valeur méthodologique de la théorie. — 4. Autonomie de la physique. — 5. Dans quel sens, sur le ierrain scientifique, Duhem entend sésurer les notions qualitatives.

Ï. — LE POINT DE VUE DE DUHEM 1. — Rankine a donné une idée de la méthode nouvelle,

et on a pris contact avec elle en suivant son application aux définitions fondamentales de la physique. Mach et Ostwald

ont montré ensuite comment celte méthode se prête, mieux que tout autre, à faire progresser la recherche expérimentale, et à en représenter les résultats. Mais ils ne se sont guère attachés à examiner en elle-même, dans ses procédés logiques cette représentation : c’est-à-dire la nouvelle théorie physique.

2. — C'est cet objet, au contraire, que s’est proposé plus spécialement Duhem. En ajoutant l'analyse de ses idées à celles des idées de Rankine, de Mach et d’Ostwald, nous aurons une vue à peu près complète de la réforme qu'on a opposée au mécanisme traditionnel. Duhem substitue, en effet, à l’esquisse de Rankine une œuvre achevée ; il suit la même méthode, mais en s’affranchissant plus complètement des souvenirs classiques. Il analyse, en outre, — et c'est ce qui surtout nous intéresse, — la structure logique de la partie théorique et systématisatrice de la nouvelle physique, en descendant dans les détails les plus minutieux, pour en déterminer la nature, la valeur et les limites. Cette analyse est, ici, essentielle, car trop souvent, comme on va le voir, la critique philosophique a sophistiquement déduit des réflexions des réformateurs la vanité de toute physique théorique qui voudrait se présenter comme savoir. |

Après avoir examiné la réfutation directe que Duhem fait précisément de ces conclusions philosophiques, ce qui dégage bien son point de vue général, j'étudierai, comme pour Rankine et Mach, sa critique destructive de la structure traditionnelle de la théorie physique, et enfin son œuvre constructive.

3. — La critique scientifique, que l’on a résumée jusqu'ici, aboutit à cette conclusion : les sciences n'ont pas une valeur ontologique. Elles n’assignent pas de causes, si l'on prend ce mot dans son sens métaphysique. Les sciences ne font que constater entre les phénomènes des relations, des liaisons qui sont nécessaires pour en tracer une description exacte, description qui permet la prévision. Quant aux hypothèses mécanistes imaginées pour rendre compte de ces liaisons, ce sont des fictions de l'esprit, pra-

tiquement utiles, mais des fictions, et ce ne seront jamais que des fictions. On peut en imaginer une infinité d’équivalentes, de même que, pour correspondre, on peut combiner une infinité de systèmes de signaux.

Que deviennent alors les théories physiques ? Doit-on les admettre encore, à un nouveau point de vue, ou les rejeter ?

Il semble que ces deux tendances coexistent, dans la critique philosophique de la science. Certains métaphysiciens surenchérissent sur l'attitude positiviste et ne veulent rien admettre en dehors des résultats expérimentaux. Etudier un phénomène, c’est faire un certain nombre de mesures. L'étude est d'autant plus parfaite que les mesures sont plus exactes. Ces mesures permettent d’établir quelques relations mathématiques approchées qui expriment soit les variations du phénomène, soit ses rapporis avec d’autres phénomènes,

La science n’est plus qu’un recueil de recettes, ou mieux, qu'une collection d'observations faites avec précision. C’est l’'empirisme le plus absolu. Les hypothèses n’ont plus aucune raison d’être. La physique théorique est une superfétation.

Il n’est pas un savant qui adopterait entièrement cette attitude, et Duhem n’a pas de peine à montrer qu’elle n'existe pas et ne saurait exister sur le terrain scientifique.

« Pour le physiologiste, pour le chimiste, comme pour le physicien, l'énoncé du résultat d’une expérience implique en général un acte de foi en l'exactitude de tout un ensemble de théories... Prétendre séparer l’observation de toute théorie, se Vanier d’avoir écrit un mémoire purement expérimental de physique, c’est une tentative illusoire ; autant vaudrait essayer d’énoncer une idée sans see aucun signe parlé ou écrit 1...

1. « Regnault étudie la compressibilité des gaz; il prend une certaine quantité de gaz, il l’enferme dans un tube de verre; il maintient la température constante ; il mesure la pression que supporte le gaz et le volume qu'il occupe. Voilà, dira-t-on, l'observation minutieuse et précise de certains phénomènes, de certains faits. - Assurément, devant Regnault, entre ses mains, centré les mains de

ses aides, des faits se sont produits ; est-ce le récit de ces faits que Regnault a consigné pour contribuer à l'avancement de la phy-

« La physique n’est pas une machine qui se laisse démonter. On ne peut pas essayer chaque pièce isolément et attendre, pour l’ajuster, que sa solidité en ait été minutieusement contrôlée ; la science physique, c’est un organisme que l’on doit prendre tout entier ; c’est un organisme dont on ne peut faire fonctionner une partie sans que les parties les plus éloignées de celle-là entrent en jeu les unes plus, les autres moins, toutes à quelque degré ; si quelque gêne, les plus éloignées de celles-là entrent en jeu, les unes plus, sicien sera obligé de deviner quel est l’organe qui a besoin d’être redressé ou modifié, sans qu’il lui soit possible d’isoler cet organe et de l’examiner à part; l’horloger auquel on donne une montre qui ne marche pas en sépare tous ‘les rouages et les examine un à un, jusqu’à ce qu'il ait trouvé celui qui est faussé ou brisé ; le médecin auquel on présente un malade ne peut le disséquer pour établir son diagnostic, il doit deviner le siège du mal par la seule ins-

sique ? Non, dans un viseur Regnault a vu l’image d’une certaine surface de mercure affleurer à un certain trait ; est-ce là ce qu'il a écrit dans la relation de ses expériences ? Non, il a inscrit que le gaz occupait un volume ayant une telle valeur. Un aide a élevé et abaissé la lunette d’un cathéthomètre jusqu'à ce que l’image d'un niveau du mercure vint affleurer le fil d’un réticule ; il a alors observé la disposition de certains traits sur le vernier du cathétomètre ; est-ce là ce que nous lisons dans le rapport de Regnault? Non, nous y lisons que la pression supportée par le gaz avait une telle valeur. Un autre aide a vu dans un thermomètre le mercure atileurer à un certain trait invariable ; est-ce là ce qu'il a consigné? Non, on à marqué que la température était fixe et atteignait tel degré. Or qu'est-ce que la valeur du volume occupé par le gaz, qu'est-ce que la valeur de la pression qu'il supporte, qu'est-ce que le degré de température auquel il est porté ? Sont-ce des faits ? Non, ce sont trois abstractions.

« Pour former la première de ces abstractions, la valeur du volume occupé par le gaz, et la faire correspondre au fait observé, c'est-à-dire à l’affleurement du mercure en un certain trait, il a fallu jauger le tube, c’est-à-dire faire appel non seulement aux notions abstraites de l’arithmétique et de la géométrie, aux principes abstraits sur lesquels reposent ces sciences, mais encore à la notion abstraite de masse, aux hypothèses de mécanique générale et de mécanique céleste qui justifient l'emploi de la balance dans la comparaison des masses. Pour former la seconde, la valeur de la pression supportée par le gaz, il a fallu user des notions si profondes, si difficiles à acquérir de pression, de forces, de liaison, appeler en aide des lois mathématiques de l'hydrostatique, fondées

pection des effets produits sur le corps entier ; c’est à celuici, non à celui-là, que ressemble le physicien.

. « Les vérifications expérimentales ne sont pas la base de la théorie ; elles en sont le couronnement f, »

4. — L'empirisme est done une fiction, la science, simple résumé de la constatation expérimentale, une chimère. Mais ne semble-t-il pas-alors que la vérité soit rencontrée chez les logiciens qui prétendent que la science n’est qu’un discours, — pour organiser d’une façon commode nos connaissances, — et qu'il y a autant de formes scientifiques que de langues imaginables ? Par la perception, nous mettons déjà de nous-mêmes dans la représentation en apparence la plus immédiate. L'analyse du souvenir, puis de la conception, ne laissent à peu près plus rien d’objectif dans la connaissance. Partout nous voyons une construction complexe et symbolique effectuée pour satisfaire nos besoins pratiques. Nos observations scientifiques sont, en dernière analyse, des artifices ingénieux que conseille la conservation de l'individu ou de l'espèce. Nous avons pratiquement

elles-mêmes sur les principes de la mécanique générale ; faire intervenir la loi de compressibilité du mercure dont la détermination se relie aux questions les plus délicates et les plus controversées de la théorie de l'élasticité. Pour former la troisième, il a fallu définir la température, justifier l'emploi du thermomètre ; et tous ceux qui ont étudié avec quelques soins les principes de la physique savent combien la notion de température est éloignée des faits et difficile à saisir. — Ainsi quand Regnault faisait une expérience, il avait des faits devant les yeux, il observait des phénomènes. Mais ce qu'il nous a transmis de cette expérience, ce n’est pas le récit des faits observés ; ce sont des données abstraites que les théories admises lui ont permis de substituer aux documents concrets qu'il avait réellement recueillis. — Ce que Regnault a fait, c'est ce que fait tout physicien expérimentateur. Voilà pourquoi nous porvvons énoncer ce principe dont la présente étude développera les conséquences : une expérience de physique est l'observation précise d’un groupe de phénomènes accompagnée de l'interprétation de ces phénomènes. Cette interprétation substitue aux données concrètes recueillies par l'observation des représentations abstraites et symboliques qui leur correspondent en vertu des théories physiques admises par l'observateur. » (DuxHEM, Réflexions sur la physique expérimentale, Revue des questions scientifiques, juillet 1894, p. 192 à 197).

1. DuneM, La physique expérimentale (Revue des questions scientifiques, juillet 1894, p. 192, 197).

choisi tels ou tels éléments et négligé les autres ; pratiquement nous les avons enchaînés dans cet ordre et non dans cet autre ; nous avons visé une fin pratique particulière. Ce scepticisme technique conserve donc bien les théories scienüfiques, mais les considère comme des hypothèses, admises conventionnellement entre une infinité d’autres possibles ; la science entière n’est qu'un ensemble d’hypothèses du même genre.

Cette conclusion, Duhem la repousse aussi vivement que la conclusion empirique 1. La théorie n’est pas un artifice ingénieux pour classer nos connaissances d’une façon aisée, semblable à l’ordre conventionnel adopté pour arranger nos livres ou nos fiches. Elle a un rapport certain avec la réalité, c'est-à-dire avec les constatations expérimentales — la preuve en est que l'expérience doit intervenir finalement pour la confirmer ou l’invalider. Ce qui est arbitraire, c’est tout ce qui va nous permettre de faire correspondre l’ordre de nos pensées à l’ordre réel. Mais ce qui ne l’est plus, c’est la correspondance elle-même. Tant que nous développons la théorie, nous avons, ouverts devant nous, les chemins les plus divers et les plus multiples, comme un voyageur qui, sans indication, se trouve à un carrefour. Mais il y a une route qui, parmi toutes les autres, le mènera au terme de son voyage. Il peut même y en avoir plusieurs ; seulement il en sera encore une plus courte, ou mieux tracée, ou mieux entretenue. Une fois arrivé au terme, on pourra déterminer cette route d’une façon certaine. Au lieu donc de prétendre avec les néo-sceptiques que tout chemin mène au but, nous devons dire qu'il y aura un développement théorique qui, mieux que tout autre, correspondra à l’ordre des phénomènes que nous voulons décrire.

Il y aura ainsi un ensemble de théories qui s’imposera, au moins dans les lignes générales, à l’exclusion de tout autre. Il constituera la physique théorique; celle-ci sera déterminée et une, et non arbitraire et multiple. A son achèvement, dès qu’elle est confrontée avec l’expérience,

1. Dunem, Physique de croyant (Annales de philosophie chrétienne, novembre 1905, p. 137).

son arbitraire et sa diversité jusque-là possibles, s’évanouissent — momentanément du moins, tant que des connaissances nouvelles ne viendront point la contredire.

Examinons par exemple la théorie de l'électricité à laquelle Maxwell a attaché son nom. Par une suite peu cohérente, parfois incorrecte et iülogique de déductons, Maxwell est parvenu à des équations utiles pour interpréter certains phénomènes. Le néo-scepticisme serait en droit de dire ceci : Qu'importe la déduction de Maxwell ? Qu'importe la théorie qu'il propose ? Nous savons qu’une infinité d’autres pourraient s’y substituer. Sans nous arrêter au chapitre de physique théorique qu’il a esquissé, et qu’on peut remplacer comme bon semble, gardons l'expression mathématique, à titre de symbole commode de l’expérience, et ne donnons pas à ce discours verbal d'autre valeur.

Le physicien a-t-il le droit d’agir ainsi ?

« … Un algébriste a toujours le droit de prendre un groupe quelconque d'équations et de combiner ces équations entre elles, selon les règles du calcul. Les lettres que liaient certaines relations sont impliquées dans d’autres relations algébriquement équivalentes aux premières. Mais un physicien n’est pas un algébriste; une équation ne porte pas simplement, pour lui, sur des lettres ; ces lettres symbolisent des grandeurs physiques qui doivent être ou mesurables expérimentalement, ou formées d’autres grandeurs mesurables. Si donc on se contente de donner à un physicien une équation, on ne lui enseigne rien du tout; il faut, à cette équation, joindre l'indication des règles par lesquelles on fera correspondre les lettres sur lesquelles porte l'équation aux grandeurs physiques qu’elles représentent. Or ces règles, ce qui les fait connaître, c’est l’ensemble des hypothèses et des raisonnements par lesquels on est parvenu aux équations en question : c’est la théorie que ces équations résument sous forme symbolique : en physique, une équation, détachée de la théorie qui y a conduit, n’a aucun sens.

« Selon H. Hertz des théories sont identiques lorsqu'elles conduisent aux mêmes équations, « À cette question (dit

H. Hertz) : « Qu'est-ce que la théorie de Maxwell ? » je ne connais aucune réponse plus précise et plus brève que‘ celle-ci : «La théorie de Maxwell, c’est le système des équations de Maxwell. » Toute théorie qui conduit à d’autres équations et par conséquent fait prévoir la possibilité d’autres phénomènes sera pour moi une autre théorie »..….

« Ce critérium ne saurait suffire à juger l’équivalence de deux théories ; pour qu’elles soient équivalentes, il ne suffit pas que les équations qu’elles proposent soient littéralement identiques : il faut encore que les lettres qui figurent dans ces équations représentent des grandeurs liées de la même manière aux quantités mesurables ; et pour s'assurer de ce dernier caractère, il ne suffit pas de comparer les équations, il faut comparer les raisonnements et les hypothèses qui constituent les deux théories 1 ».

Ces raisonnements et ces hypothèses, c’est-à-dire la théorie, ont donc une valeur propre, un aspect nécessaire, un rôle spécifique. Ils doivent prendre une forme déterminée. On peut alors parler de la physique théorique ; car elle correspond à quelque chose de réel. Discours conventionnel, à son origine, elle devient langue universelle, voire nécessaire, dès qu'elle nous permet de relier un ensemble de faits expérimentaux et tant que cet ensemble ne subit pas de graves transformations par suites de découvertes nouvelles.

Cette restriction semble, malgré tout, faire pencher la balance du côté de la conception que Duhem combat. À un même moment de l’évolution scientifique nous n’admettrons pas, il est vrai, qu'un nombre quelconque d’hypothèses puissent aussi bien les unes que les autres organiser nos connaissances physico-chimiques et en représenier fidèlement l’état général. Mais si nous admettons que la théorie ne vaut que pour un moment du temps, ne retrouvons-nous pas cette multiplicité au fur et à mesure des développements de la science? Elle n’est plus simultanée, mais elle se

1. Références des deux citations consécutives : DuHEM, Les théories électriques de Maxwell, p. 221, 223 : les mots souhgnés le sont par moi.

manifeste aussi bien, dès que nous considérons plusieurs moments successifs. La physique théorique redevient ainsi un jeu illusoire de l'esprit. Il y a peut-être à chaque instant une physique théorique plus commode, partant plus acceptable dans un état donné de la science, état essentiellement passager et transitoire ; mais si nous nous élevons au-dessus des contingences actuelles, nous retrouvons une possibilité indéfinie d’hypothèses théoriques. Il faut donc que Duhem complète sa conception, pour qu'elle soit vraiment cohérente et originale, pour qu'elle ne se confonde pas avec ce néo-scepticisme qu'il combat.

C’est ce qu'il fait en appelant à son secours sa merveilleuge érudition d’historien des sciences .physico-chimiques. La physique théorique ne nous présente nullement un ensemble d’hypothèses divergentes ou contradictoires. Elle offre, au contraire, à qui en suit attentivement les transformations, un développement continu, une véritable évolution. La théorie qui paraît suffisante à un moment donné de la science ne tombe pas intégralement, dès que le champ de la science s’est élargi. Bonne pour expliquer un certain nombre de faits, elle continue à rester valable pour ces faits. Seulement elle ne l’est plus pour des faits nouveaux ; elle n’est pas ruinée ; elle est devenue insuffisante. Et pourquoi ? Parce que notre esprit ne peut saisir le complexe qu'après le simple, le plus général qu'après ce qui l'était moins. Aussi avait-il, pour ne pas se perdre dans les détails trop compliqués qui lui masquaient les relations exactes des choses, négligé certaines modalités, restreint les conditions de l’examen, réduit le champ de l’observation et de l’expérimentation. La découverte scientifique, si l’on sait bien la comprendre, ne fait qu’élargir à mesure ce champ, lever peu à peu certaines restrictions, réintégrer les considérations jugées d’abord négligeables.