I. — LA SCIENCE

A. Son objet. — a) La recherche des lois naturelles. — Lorsque Ton considère la nature sans attention, elle offre le spectacle d'un incessant changement et d'une infinie variété. Il n'y a pas dans une foret deux feuilles d'arbre qui soient exactement identiques; et chaque feuille considérée en elle-même varie, si peu que ce soit, d'un instant à l'autre, car elle est le siège (lune infinité de phénomènes chimiques. Mais, dès que l'observation se fait attentive et réfléchie, on s'aperçoit que, sous ces changements, il y a des éié-

ments fixes qui se présentent toujours d'une manière semblable. La variété n'exclut pas certaines analogies et certaines uniformités. Les feuilles d'un chêne ont toutes une contexture identique, si elles diffèrent toutes par quelque détail, et les phénomènes chimiques dont elles sont le siège s'y l'ont toujours d'une manière bien définie, comme s'ils obéissaientades règles immuables. La réflexion va s'attacher tout naturellement à ces éléments permanents et stables.

En effet, la curiosité, l'attention ne se fixe pas sur quelque chose d'éphémère et d'accidentel qui, sitôt apparu, s'évanouit à jamais. Et le ferait-elle, que la connaissance qu'elle susciterait serait inutile, puisqu'elle ne trouverait plus jamais à s'appliquer. De plus une connaissance réfléchie exige une multitude d'observations diverses, qui ne sont possibles que par la répétition fréquente de phénomènes semblables. Elle s'attachera donc à découvrir les ressemblances constantes, au-dessous des variations de détail, les relations immuables, que l'observation attentive nous révèle dans les transformations incessantes des phénomènes naturels. Ces relations sont ce qu'on appelle les lois de la nature, et la science peut être définie la recherche de ces lois.

b) Ce qu'est une loi naturelle. — Cherchons à préciser le sens de cette expression : loi naturelle, pour éclaircir en môme temps la définition de la science.

Une loi naturelle est, selon les expressions de Lachelier, une réduction du particulier à l'universel, du composé au simple, du contingent au nécessaire. Il s'ensuit que la science présentera elle aussi ce triple caractère.

« J'abandonne une pierre que je tenais entre les doigts : elle tombe; j'abandonne de même un morceau de métal, un morceau de bois: ils tombent; je renverse un vase plein d'eau : le liquide s'écoule. Dans l'air, une balle de plomb et une balle de liège tombent avec des vitesses inégales : dans le vide, elles tombent avec une même vitesse. Au pôle, àl'équateur, entre le pôle et l'équateur, la ligne suivie par les corps qui tombent est perpendiculaire à la surface des eaux tranquilles, et, si on la prolongeait, elle rencontrerait le centre de la terre... Voilà les faits. — Voici la loi : Tous les corps tombentvers le centre de la terre » et, dans le vide, avec la même accélération (Liard, Science positive et métaphysique, 4).

1° « Considérons les faits: rien n'était plus divers. J'ai fait l'expérience avec des corps solides, une pierre, un morceau de fer, de plomb, de bois, etc. ; avec des corps liquides ; j'ai constaté que les gaz étaient eux-mêmes soumis h l'action de la pesanteur. J'ai fait l'expérience dans différents milieux, dans l'atmosphère à divers degrés de condensation, dans l'air raréfié, dans le vide le moins

imparfait que nos instruments permettent d'obtenir. Je lai laite en différents lieux, près du pôle, loin du pôle, à deux points diamétralement opposés du globe terrestre. Je l'ai faite, à des hauteurs différentes, dans la plaine, sur des montagnes.

« Dans tous ces cas, si divers qu'ils soient et qu'ils puissent être, j'ai trouvé un élément commun, la chute vers le centre de la terre... Quand je cesse de considérer les faits, pour passer à la loi qui les régit, je néglige toutes les circonstances, toutes les variétés individuelles et particulières pour ne retenirque la propriété commune. » (A/., 5.) J'extrais d'un grand nombre de phénomènes, fort différents les uns des autres, une propriété universelle, c'est-à-dire présentée par eux tous, quellesque soient les circonstances considérées. Et c'est pourquoi l'on peut dire avec Aristote qu'il n'y a de science que de l'universel ou du général.-

2° Cette réduction du particulier à l'universel est en môme temps un passage du composé au simple.

Pour qui ignore les lois de la pesanteur, quoi de plus complexe que l'ensemble de ces phénomènes : un ballon, delafumée, un cerfvolant qui s'élèvent dans l'atmosphère, une plume, une feuille de papier qui oscillent dans l'air, un corps lourd qui tombe verticalement, l'ascension de l'eau dans des pompes? Et cependant la science nous apprend qu'une même explication suffit à. des phénomènes aussi différents, que tous suivent la même loi, si l'on élimine certaines particularités accidentelles qui proviennent de la résistance de l'air. Cette résistance n'est d'ailleurs qu'un effet du poids propre de l'air et par là se relie directement aux lois de la pesanteur. La nature toutentièrenousapparaitdonecomme les effets innombrables et très variés d'un petit nombre de causes très générales. La variété n'y vient que de différences secondaires et très minimes dans la manière suivant laquelle ces facteurs généraux agissent et se combinent. On voit que la recherche du général et de l'universel dans les phénomènes particuliers n'est autre chose que la réduction du complexe au simple; et les lois scientifiques sont une explication simple, tout en étant suffisante, d'un ensemble au premier abord très compliqué.

Cette simplicité a l'avantage de nous donner des phénomènes, selon l'expression de Descartes, une idée claire et distincte, car un ensemble compliqué est forcément confus et obscur. La connaissance scientifique substitue donc des notions claires et distinctes aux idées obscures que l'on se fait spontanément des choses. Et c'est cette simplicité, par la clarté qu'elle entraîne, qui nous permet d'éviter, autant qu'il est possible, l'erreur.

3° Enfin, et c'est là le caractère fondamental de la science, elle

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ramène le contingent au nécessaire. Une fois que nous avons expliqué un ensemble de phénomènes par ries lois générales et simples, nous voyons nettement comment ces phénomènes se produisent, et qu'ils ne pourraient pas se produire autrement. Il est nécessaire que les choses se passent ainsi.

Pour quelqu'un qui regarde superficiellement la nature et qui ne la comprend pas, les phénomènes semblent se produire au hasard, et arbitrairement. Le miracle est partout et Tordre nulle part. Les Grecs du temps d'Homère n'expliqua ient-ils pas tout par les volontés plus ou moins raisonnables de divinités capricieuses? Dans le langage philosophique, on appelle contingent ce qui est le produit du hasard ou du caprice ; ce qui pourrait être autre qu'il n'est; ce qui n'obéit pas à une loi fixe et immuable. La nature, avant que la science en ait établi les lois, apparaît donc comme contingente : « Cette pierre que j'abandonnais à elle-même tombait suivant la normale; la vitesse de sa chute s'accroissait proportionnellement au temps : c'étaient les faits. Mais rien ne me garantissait qu'elle ne pouvait pas rester suspendue en l'air, ou décrire en tombant telle ou telle courbe, ou tomber d'un mouvement uniforme ou uniformément retardé. Maintenant que j'en possède la loi, le fait et ses diverses circonstances essentielles me semblent nécessaires; mon esprit se refuse à concevoir que le contraire de ce qui a lieu se produise. La production d'un fait dont la loi est connue est nécessaire par rapport à cette loi. » (îd., 6.)

B. Sa méthode générale. — Analyse et synthèse. — a) La

recherche des causes. — L1 analyse inductive. — Ces éléments simples, universels, nécessaires, nous permettent d'expliquer les faits que nous étudions, et en font comprendre la production et les transformations diverses. C'est à cause de la pesanteur, c'est-à-dire de ce caractère essentiel que nous présentent tous les corps de tomber vers le centre de la terre, que nous comprenons les diverses particularités de leur chute : aussi appel! c-t-on causes ou raison ces éléments fondamentaux que dégage la loi scientifique : car ils nous montrent pourquoi et comment se produisent les phénomènes.

« La vraie science est la science des causes, disait Bacon: Vere scire est per causas scire. » La loi scientifique est en résumé la mise en évidence des causes, des raisons nécessaires et suffisantes auxquelles obéit un ensemble de phénomènes.

La hiérarchie des lois naturelles. — La loi se présente à l'ordinaire comme un rapport général, simple et nécessaire établi entre deux groupes de phénomènes. Ce rapport comprend deux termes qui sont

les deux groupes de phénomènes entre lesquels il est établi : l'un est la cause, l'autre est Veffet.

On définit la cause : l'antécédent invariable, nécessaire et inconditionnel d'un phénomène . Ce mot n'a [tins dans la science actuelle ai le sens de force productrice de l'effet, ni celui d'essence (nature fondamentale d'un phénomène qui en engendrerait les diverses apparences ou accidents). La cause est un l'ait bien déterminé, sans lequel Le fait<|ue l'on considère (l'effet) ne peut jamais se produire, quelles que soient les conditions dans lesquelles il apparaît. Plus simplement c'est un fait qui en précède toujours un autre, ou se produit toujours avec un autre et varie avec lui. La loi naturelle se réduit par suite à un rapport de cause à effet, c'est-à-dire à un rapport de succession ou de concomitance.

De tels rapports examinés de plus près montrent que la réduction du complexe au simple et du particulier au général y est poussée pins ou moins loin; ils sont plus ou moins généraux, ("est ainsi que la physique nous apprend que les lois de la pesanteur ne sont que des cas particuliers des lois de l'attraction universelle.

Les lois naturelles se groupent donc entre elles, et se subordonnent à quelques lois très générales qui forment les fondements de la science : les principes. Ce sont, par exemple en mécanique, les principes de l'inertie, de l'action et de la réaction, et de l'indépendance des mouvements.

Les lois particulières de la physique peuvent à leur tour se rattacher à ces principes de la mécanique et aux lois de l'énergie (conservation de l'énergie, principe de Carnot).

Toutes les lois naturelles que la science nous fait connaître constituent donc ou semblent être appelées à constituer une hiérarchie. A quelques lois très générales seront suspendues des lois moins générales; de ces lois moins générales découleront à leur tour des lois plus particulières, et l'on arrivera ainsi aux phénomènes particuliers, aux faits mêmes de l'expérience.

Mais, en allant de lois générales en lois plus générales, nous atteignons des causes qui engendrent des effets plus nombreux, c'est-à-dire des causes plus générales. La science tend en fin de compte à se présenter comme un système de causes se rattachant à un très petit nombre de causes très importantes et très générales.

En histoire naturelle, les espèces ont des particularités de forme qui vont presque à l'infini : or, ces particularités s'expliqueraient par la théorie de l'évolution, qui est maintenant beaucoup plus qu'une hypothèse et seraieut rapportées à deux causes très générales : l'adaptation au milieu et la sélection naturelle. De même, en physique, en chimie, tous les phénomènes seraient commandés par les

lois relatives aux transformations de l'énergie, et mieux encore, une hypothèse prétend déduire ces lois de celles qui régissent le mouvement.

Cette tendance a remonter de cause en cause, a aller de lois générales en lois |>l us générales encore, est la caractéristique de la science moderne. Elle lui donne son originalité et fail en même temps sa 1res grande valeur.

On appelle induction le procédé de raisonnenicnl qui nous p0USS< à aller du particulier au général^ et on appelle analyse le procédé par lequel nous atteignons les éléments simples et généraux sous les phénomènes particuliers et complexes. La première démarche <\r, la science est donc une anabjse inductipe.

« Il est facile de montrer dans quelques exemples comment, en partant des faits les plus vulgaires, de ceux qui font l'objet de l'observation journalière, la science s'élève, par une suite de pourquoi sans cesse résolus et sans cesse renaissants, jusqu'aux notions générales qui représentent l'explication commune d'un nombre immense de phénomènes.

Commençons par des notions empruntées à l'ordre physique. Pourquoi une torche, une lampe éclairent-elles? Voilà une question bien simple, qui s'est présentée de tout temps à la curiosité humaine. Nous pouvons répondre aujourd'hui: parce que la torche, en brûlant, dégage des gaz mêlés de particules solides de charbon et portés à une température très élevée. — Cette réponse... résulte d'un examen direct du phénomène.

Mais aussitôt s'élèvent de nouvelles questions. Pourquoi la torche dégage-t-elle des gaz? Pourquoi ces gaz renferment-ils du charbon en suspension? Pourquoi sont-ils portés aune température élevée? On y répond en soumettant ces faits à une observation plus approfondie. »

La réponse « se réduit en définitive à ceci : la combinaison avec l'oxygène (de l'air) des éléments de la torche, c'est-à-dire du carbone et de l'hydrogène, produit de la chaleur ». Cette réponse est beaucoup plus générale que le fait particulier dont nous sommes partis. Elle explique non seulement « pourquoi la torche est lumineuse, mais aussi pourquoi la combustion du bois, de la houille, de l'huile, de l'esprit-de-vin, du gaz d'éclairage, etc., produit de la lumière... Puisque tous les phénomènes de lumière et de chaleur que nous produisons dans la vie commune, s'expliquent de la môme manière...

Pourquoi le charbon, l'hydrogène, en se combinant avec l'oxygène, produisent-ils de la chaleur? Telle est la question qui se présente maintenant à nous. L'expérience des chimistes a répondu que

c'est là un cas particulier d'une loi générale en vertu de laquelle toute combinaison chimique dégage de la chaleur. Le soufre de 1 allumette qui brûle, c'est-à-dire qui s'unit à L'oxygène, le phosphore qui se combine à ce môme oxygène avec une lueur éblouissante, les brins de fer détachés des pieds des chevaux qui brûlent en étincelles, le zinc qui produit cette Lumière bleuâtre et aveuglante des feux d'artifices fournissent de nouveaux exemples, connus de tout le monde et propres à démontrer cette loi générale.

Elle embrasse des milliers de phénomènes qui se développent chaque jour devant nos yeux. La chaleur.de nos foyers et de nos calorifères, celle qui fait marcher les machines à vapeur, aussi bien que celle qui maintient la vie et l'activité des animaux, sont produites, l'expérience le prouve, par la combinaison des éléments. Nous voici donc arrivés à l'une des notions fondamentales de la chimie, à l'une des causes qui produisent les effets les plus nombreux et les plus importants de l'univers.

Nous ne sommes pourtant pas au bout de nos pourquoi. Derrière chaque problème résolu, l'esprit humain soulève un problème nouveau et plus étendu. Pourquoi la combinaison chimique dégaget-elle de la chaleur? C'est que la chaleur n'est qu'un mouvement des molécules dont sont composés les corps. Dans l'acte de la combinaison chimique, les molécules changent de dislance et de position relative. La physique et la chimie se ramènent ainsi à la mécanique. (D'après Berthelm, réponse à Renan, reproduite in Dialogues philosophiques de Renan

u ...Pour atteindre à de si grands résultats pour enchaîner une telle multitude de phénomènes par les liens d'une même loi générale et conforme à la nature des choses, l'esprit humain a suivi une méthode simple et invariable : il a constaté les faits par L'observation et l'expérience, les a comparés, en a tiré des relations (lois), c'est-à-dire des faits plus généraux qui ont été à leur tour — et c'est là leur seule garantie de réalité — vérifiés par l'observation et l'expérience. Une généralisation progressive déduite des faits antérieurs et vérifiée sans cesse par de nouvelles observations conduil ainsi notre connaissance depuis les phénomènes vulgaires et parliculi. jusqu'aux lois naturelles les plus abstraites et les plus étendues. »

b) Fm vérification de l'analyse. — La synthèse déductive ov démonstrative. — Une fois atteints les éléments simples qui déterminent le phénomène, une fois l'analyse achevée, la tâche de la science positive n'est pas encore terminée. Elle a évidemment découvert ce qu'elle cherchait. Mais il lui restée mettre en ordre toutes ses découvertes et à les vérifier. Or l'ordre naturel est indiqué immédiatement par la marche même de L'analyse à l'aide

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de Laquelle la science, s'est élevée aux notions les plus générales dans tous les genres de la connaissance humaine. Il n'y a qu'à partir de celles-ci, et à redescendre peu ;j peu, en [es combinant, entre elles, jusqu'aux objets les plus compliqués, par un procédé inverse de l'autre. Celte démarche nouvelle est la synthèse qui d<duit., conformément aux exigences de la raison, les lois plus particulières des lois plus générales, les premières n'étant qu'une disposition spéciale, une conséquence des dernières.

Cette tâche nouvelle a un très grand avantage, c'est qu'elle vérifie d'une manière certaine l'analyse. Si nous pouvons démontrer, en partant des derniers éléments atteints par l'analyse, que les phénomènes en dérivent intégralement, nous serons certains que notre analyse éta«it juste ; et, par Je fait môme, nous montrerons que nous avons l'explication exacte et vraie la seule exacte et la seule vraie, puisque nous assistons pour ainsi dire à la reconstitution du phénomène sous nos yeux.

Analyse et synthèse. — Toutes les sciences présentent ce double procédé d'analyse et de synthèse. Dans les mathématiques, les démonstrations analytiques et synthétiques sont tour à tour employées. Les secondes, partant de définitions et de principes, en tirent toutes les conséquences. Les premières, supposant les conséquences connues, remontent aux principes. Une question se pose, les éléments nécessaires à sa résolution nous manquent. Supposons le problème résolu, et petit à petit nous remonterons aux principes impliqués par la question. Voilà une démonstration analytique. Redescendons ensuite des principes trouvés aux conséquences et nous opérons synthétiquement. C'est à l'aide de l'analyse que l'on invente, à l'aide de la synthèse — comme dans la géométrie d'Euclide — que l'on expose ce qui a été découvert.

Dans la physique expérimentale, on s'avance petit à petit en partant d'effets très particuliers vers des lois de plus en plus générales : analyse. Dans les théories physiques, au contraire, on part de lois générales comme les principes de la mécanique, et on essaye d'en déduire toutes les autres lois particulières : synthèse. Tout le monde connaît l'analyse et la synthèse chimiques : l'une décompose un corps en ses éléments; l'autre le recompose avec ses éléments.

En biologie, en psychologie, à côté des lois particulières fournies par l'induction, nous rencontrons de grandes théories comme celles de l'évolution, destinées à rattacher entre eux tous les phénomènes et à les déduire de quelques lois très générales.

L'analyse et la synthèse sont donc les deux démarches néces-

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saires et .inverses de la méthode scientifique. Mais il faut remarquer qu'elles peuvent revêtir des formes très différentes.

En mathématique, on opère sur des notions idéales, grâce a des constructions de l'esprit. En chimie et dans toutes les sciences de la nature en général, au contraire, analyse et synthèse, opérant sur des éléments réels, partent toujours de L'expérience pour y revenir. Il existe du reste, entre ces deux cas opposés, toute une série d'intermédiaires; en physique et en mécanique la synthèse est une construction mi-partie idéale et Logique, mi-partie réelle. Ceci nous permet de voir que nous avons affaire au fond aux mêmes démarches générales de l'esprit. Seule diffère la nature des éiéments auxquels elles s'appliquent. Si ces éléments sont des notions idéales, analyse et synthèse ne sont que des constructions de l'esprit, des raisonnements abstraits. Si, au contraire, ces éléments sont des phénomènes réels présentés par la nature, analyse et synthèse, comme en chimie, peuvent être des décompositions ou des combinaisons réalisées expérimentalement.