LA THÉORIE PHYSIQUE ET L^EXPÉRIENCE

deviendra vrai si Ton fait choix d'un autre terme de comparaison, et Ton sera toujours libre de choisir ce dernier. Si la loi de l'inertie énoncée en prenant la Terre pour repère est contredite par une observation, on lui substituera la loi de l'inertie dont l'énoncé rapporte les mouvements au Soleil; si celle-ci à son tour est con trouvée, on remplacera dans l'énoncé le Soleil par le système des étoiles fixes, et ainsi de suite. Il est impossible de fermer cette échappatoire.

Le principe de l'égalité entre l'action et la réaction, longuement analysé par M. Poincaré (1), donne lieu à des remarques analogues. Ce principe peut s'énoncer ainsi :

« Le centre de gravité d'un système isolé ne peut avoir qu'un mouvement rectiligne et uniforme. »

C'est ce principe que nous nous proposons de vérifier par l'expérience. « Pouvons-nous faire cette vérification? Pour cela, il faudrait qu'il existât des systèmes isolés ; or, ces systèmes n'existent pas ; le seul système isolé, c'est l'Univers entier. »

« Mais nous ne pouvons observer que des mouvements relatifs ; le mouvement absolu du centre de gravité de l'Univers nous sera donc à tout jamais inconnu ; nous ne pourrons jamais savoir s'il est rectiligne et uniforme, ou, pour mieux dire, la question n'a aucun sens. Quels que soient les faits que nous observions, nous resterons donc toujours libres de supposer que notre principe est vrai. »

Ainsi maint principe de la Mécanique a une forme telle qu'il est absurde de se demander : Ce principe

(1) H. Poincaré, loc. c//.,pp. 472 et seqq.

estril OU n'est-il pas d'accord avec rexpérience? Ce caractère étrange n*est pas particulier aux principes de la Mécanique; il marque également certaines hypothèses fondamentales de nos théories physiques ou chimiques (1).

La théorie chimique, par exemple, repose tout entière sur la loi des proportions multiples ; voici l'énoncé précis de cette loi :

Des corps simples A, B, C peuvent, en s'unissant en diverses proportions, former divers composés M, M'... Les masses des corps Â, B, C qui se combinent pour former le composé M sont entre elles comme les trois nombres a, b, c. Alors les masses des éléments A, B, C qui se combinent pour former le composé M' seront entre elles comme les nombres va, p6, -^c, a, 6, Y, ('tant trois nombres entiers.

Cette loi peut-elle être soumise au contrôle de l'expérience? L'analyse chimique nous fera connaître la composition chimique du corps M' non pas exactement, mais avec une certaine approximation; l'incertitude des résultats obtenus pourra être extrêmement petite; elle ne sera jamais rigoureusement nulle. Or, en quelques rapports que les éléments A, B, G se trouvent combinés au sein du composé M', on pourra toujours représenter ces rapports, avec une approximation aussi grande que l'on voudra, par les rapports mutuels de trois produits aa, pi, ^c, où a, p, y seront des nombres entiers ; en d'autres termes, quels que soient les résultats donnés par l'analyse chimique

(d) p. DuHEM : Le Mixte et la combinaison chimique; Essai sur l'Évolution d'une idéCy Paris, dî)02 ; p. l')9-16l.

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du composé M', on est toujours assuré de trouver trois nombres entiers a, p, y, grâce auxquels la loi des proportions multiples se trouvera vérifiée avec une précision supérieure à celle des expériences. Donc aucune analyse chimique, si fine soit-elle, ne pourra jamais mettre en défaut la loi des proportions multiples.

D'une manière semblable, la Cristallographie tout entière repose sur la loi des indices rationnels, qui se formule de la manière suivante :

Un trièdre étant formé par trois faces d'un cristal, une quatrième face coupe les trois arêtes de ce trièdre à des distances du sommet qui sont entre elles comme trois certains nombres a, b, c, les paramètres du cristal. Une autre face quelconque doit couper ces mêmes arêtes à des distances du sommet qui soient entre elles comme aa, ^b, yc, où a, p, y sont trois nombres entiers, les indices de la nouvelle face cristalline.

Le goniomètre le plus parfait ne détermine Torientation d'une face cristalline qu'avec une certaine approximation ; les rapports entre les trois segments qu'une telle face détermine sur les arêtes du trièdre fondamental sont toujours passibles d'une certaine erreur; or, quelque petite que soit cette erreur, on peut toujours choisir les trois nombres a, p, y de telle sorte que les rapports mutuels de ces segments soient représentés, avec une erreur moindre, par les rapports mutuels des trois nombres aa, ^b, yc ; le cristallographe qui prétendrait rendre la loi des indices rationnels justiciable de son goniomètre n'aurait assurément pas compris le sens même des mots qu'il emploie.

La loi des proportions multiples, la loi des indices rationnels, sont des énoncés mathématiques dépour-

VUS de tout sens physique. Un énoncé mathémalique n*a de sens physique que s'il garde une siguiticaiion lorsqu'on y introduit le mot à peu près. Ce n'est pas le cas des énoncés que nous venons de rappeler. Us ont, en effet, pour objet d'afiinuerque certains rapports sont des nombres commensurables. Ils dégénéreraient en simples truismes hi on leur faisait déclarer que ces rapports sont à peu près commensurables ; car un rapport incommensurable quelconque est toujours à peu près commensurablc ; il est même aussi près que Ton veut d'être commensurable.

11 serait donc absurde de vouloir soumettre au contrôle direct de Texpérieuce certains principes de la Mécanique ; il serait absurde de vouloir soumettre à ce contrôle direct la loi des proportions multiples ou la loi des indices rationnels.

En résulte-t-il que ces hypothèses, placées hors de l'atteinte du démenti expérimental direct, n'aient plus rien à redouter de l'expérience ? Qu'elles soient assurées de demeurer immuables quelles que soient les découvertes que l'observation des faits nous réserve ? Le prétendre serait commettre une grave erreur.

Prises isolément, ces diverses hypothèses n'ont aucun sens expérimental ; il ne peut être question ni de les confirmer, ni de les contredire par Texpérience. Mais ces hypothèses entrent comme fondements essentiels dans la construction de certaines théories, de la Mécanique rationnelle, de la théorie chimique, de la Cristallographie ; l'objet de ces théories est de représenter des lois expérimentales; ce sont des schémas essentiellement destinés à être comparés aux faits.

Or, cette comparaison pourrait fort bien, quelque jour, faire reconnaître qu'une de nos représentations

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s'ajuste mal aux réalités qu'elle doit figurer; que les corrections qui viennent compliquer notre schéma ne suffisent pas à assurer une concordance suffisante entre ce schéma et les faits ; que la théorie, longtemps admise sans conteste, doit être rejetée ; qu'une théorie toute différente doit être construite, *?ur des hypothèses entièrement nouvelles. Ce jour-là, quelqu'une de nos hypothèses qui, prise isolément, défiait le démenti direct de l'expérience, s'écroulera, avec le système qu'elle portait, sous le poids des contradictions que la réalité aura infligées aux conséquences de ce système pris dans son ensemble (1).

En réalité, les hypothèses qui n'ont par elles-mêmes aucun sens physique subissent le contrôle de l'expérience exactement de la môme manière que les autres hypothèses. Quelle que soit la nature d'une hypothèse, jamais, nous l'avons vu au début de ce Chapitre, elle ne peut être isolément contredite par l'expérience ; la contradiction expérimentale porte toujours, en bloc, sur tout un ensemble théorique, sans que rien puisse désigner quelle est, dans cet ensemble, la proposition qui doit être rejelée.

Ainsi s'évanouit ce qui aurait pu sembler paradoxal en cette affirmation : Certaines théories physiques reposent sur des hypothèses qui n'ont aucun sens physique.

(i) Au Congrès international de Philosophie, tenu à Paris en 1900, M. Poincaré avait développé cette conclusion : « Ainsi s'explique que l'expérience ait pu édifier ;ou suggérer) les principes de la Mécanique, mais qu'elle ne pourra jamais les renverser. » A cette conclusion, M. Hadamard avait opposé diverses observations, entre autres celle-ci : « D'ailleurs, conformément à une remarque de M. Duhem, ce n'est pas une hypothèse isolée, mais l'ensemble des hypothèses de la Mécanique que l'on peut essayer de vérifier expérimentalement. » [Revue de Métaphysique el de Morale^ 8* année, 1900, p. 559.)

§ X. — Le bon sens est juge des hypothèses qui doivent être abandonnées.

Lorsque Inexpérience frappe de contradiction certaines conséquences d*une théorie, elle nous enseigne que cette théorie doit être modifiée, mais elle ne nous dit pas ce qu'il y faut changer. Elle laisse à la sagacité du physicien le soin de rechercher la tare qui rend boiteux tout le système. Aucun principe absolu ne guide cette recherche que des physiciens différents peuvent mener de manières fort diverses, sans avoir le droit de s'accuser réciproqutîment d'illogisme. L'un, par exemple, peut s'obliger à sauvegarder certaines hypothèses fondamentales, tandis qu'il s'efforce, en compliquant le schéma auquel ces hypothèses s'appliquent, en invoquant des causes d'erreur variées, en multipliant les corrections, de rétablir Taccord entre les conséquences de la théorie et les faits. L'autre, dédaignant ces chicanes compliquées, peut se résoudre à changer quelqu'une des suppositions essentielles qui portent le système entier. Le premier n'a point le droit de condamner d avance l'audace du second, ni le second de traiter d'absurde la timidité du premier. Les méthodes qu'ils suivent ne sont justiciables que de Texpérience et, s'ils parviennent tous deux à satisfaire aux exigences de l'expérience, il est logiquement permis à Tun comme à l'autre de se déclarer content de l'œuvre qu'il a accomplie.

Cela ne veut point dire que l'on ne puisse, très justement préférer l'œuvre de l'un à l'œuvre de l'autre ;

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la pure logique n'est point la seule règle de nos jugements ; certaines opinions, qui ne tombent point sous le coup du principe de contradiction, sont, toutefois, parfaitement déraisonnables ; ces motifs qui ne découlent pas de la logique et qui, cependant, dirigent notre choix, ces « raisons que la raison ne connaît pas », qui parlent à Tesprit de finesse et non à Tesprit géométrique, constituent ce que Ton appelle proprement le bon sens.

Or, il se peut que le bon sens nous permette de décider entre nos deux physiciens. Il se peut que nous ne trouvions point sensée la hâte avec laquelle le second a bouleversé les principes d'une théorie vaste et harmonieusement construite, alors qu'une modification de détail, une légère correction, auraient suffi à mettre cette théorie d'accord avec les faits. 11 se peut, au contraire, que nous trouvions puérile et déraisonnable l'obstination avec laquelle le premier physicien maintient coûte que coûte^ au prix de continuelles réparations et d'un fouillis d^étais enchevêtrés, les colonnes vermoulues d'un édifice qui branle de toutes parts, alors qu'en jetant bas ces colonnes, il serait possible de construire sur de nouvelles hypothèses un système simple, élégant et solide.

Mais ces raisons de bon sens ne s'imposent pas avec la même implacable rigueur que les prescriptions de la logique ; elles ont quelque chose de vague et de flottant; elles ne se manifestent pas en môme temps, avec la môme clarté, à tous les esprits. De là, la possibilité de longues querelles entre les tenants d'un ancien système et les partisans d'une doctrine nouvelle, chaque camp prétendant avoir le bon sens pour lui, chaque parti trouvant insuffisantes les raisons de

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l'adversaire. De ces querelles, Thistoire de la Physique nous fournirait d'innombrables exemples, à toutes les époques, dans tous les domaines. Bornons-nous à rappeler la ténacité et l'ingéniosité avec lesquelles Bîot, par un continuel apport de corrections et d'hypothèses accessoires, maintenait en Optique la doctrine émissioniste, tandis que Fresnel opposait sans cesse à cette doctrine de nouvelles expériences favorables à la théorie ondulatoire.

Toutefois, cet état d'indécision n'a jamais qu'un temps. Un jour vient où le bon sens se déclare si clairement en faveur d'un des deux partis que l'autre parti renonce à la lutte, alors même que la pure logique n'en interdirait pas la continuation. Après que l'expérience de Foucault eut montré que la lumière se propageait plus vite dans l'air que dans l'eau, Biot renonça à soutenir l'hypothèse de l'émission ; en toute rigueur, la pure logique ne l'eût point contraint à cet abandon, car l'expérience de Foucault n'était point Vexperimentttm crucis qu'Arago y croyait reconnaître ; mais en résistant plus longtemps à l'Optique vibratoire, Biot aurait manque de bon sens.

Puisque le moment où une hypothèse insuffisante doit céder la place à une supposition plus féconde n'est pas marqué avec une rigoureuse précision par la logique, puisqu'il appartient au bon sens de reconnaître ce moment, les physiciens peuvent hâter ce jugement et accroître la rapidité du progrès scientifique en s'efforçant de rendre en eux-mêmesi le bon sens plus lucide et plus vigilant. Or, rien ne contribue davantage à entraver le bon sens, à en troubler la clairvoyance, que les passions et les intérêts. Rien

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donc ne retardera la décision qui doit, en une théorie physique, déterminer une heureuse réforme comme la vanité qui rend le physicien trop indulgent à son propre système, trop sévère au système d'autrui. Nous sommes ainsi ramenés à cette conclusion, si clairement formulée par Claude Bernard : La saine critique expérimentale d'une hypothèse est subordonnée à certaines conditions morales ; pour apprécier exactement l'accord d'une théorie physique avec les faits, il ne suffit pas d'être bon géomètre et expérimentateur habile, il faut encore être juge impartial et loyal.