CHAPITRE II

I. Objet des sciencf.s de la natire. — L'ensemble des sciences de la nature. — Les sciences physiques. — Les sciences naturelles.

IL Les faits : observation et expérimentation. — Constater, supposer, vérifier. — L'observation. — Limites des sens et équation personnelle.

III. L'expérimentation. — L'observation provoquée et l'idée directrice. — Régies de l'expérimentation. — Les -< faits prérogatifs ->. — Les tables de Bacon.

L'ensemble des sciences de la nature. — Sciences physiques, sciences naturvlles, deux expressions qui devraient, d'après leur étymologie, désigner indinVrcniment toutes les sciences de la nature, puisque l'une vient du grec, l'autre du latin, et que les deux mots grec et latin signifient également la nature. Toutefois l'usage enadécidé autrcmeutet exige que l'on distingue les sciences physiques, c'est-à-dire la physique proprement dite etlachimie, des sciences naturelles, c'est-à-dire de la géologie, de la minéralogie, de la botanique et de la zoologie. Dans un certain sens on pourrait dire que toutes les sciences, et les mathématiques elles-mêmes, sont des sciences de la nature, puisque toute science débute par l'observation des phénomènes naturels. La distinction précise seracherchée dans la méthode, et l'on ne devra pas se contenter de dire que les mathématiques sont les sciences de l'abstrait et les sciences de la nature celles du concret : ilya,commera vuM. Spencer, des sciences abstraites-concrètes, ou plutôt, comme le soutenait Âug. Comte, toute science est à la fois abstraite et concrète, et l'astronomie, par exemple, est

abstraite par son côté purement mathématique, puisque le calcul y joue le principal rôle, et concrète par son côté expérimental, puisque, sans lobservation préalable, le calcul manquerait de base et ne saurait où se prendre. Mais dès que vous considérez la méthode plus que l'objet des sciences de la nature, tout s'éclaircit : elles sont par excellence des sciences inductives, des sciences de faits et de lois, car l'induction est le raisonnement qui part des faits et s'élève aux lois. Ce serait subtiliser inutilement que de soutenir d'un côté qu'il y a même dans les mathématiques des faits qui servent de point de départ, et par conséquent une certaine induction ou généralisation qui étend à tousles corps semblables, à toutes les sphères, à tous les cônes, à tous les cylindres, les propriétés, que l'on a découvertes en raisonnant sur telle sphère, tel cône, tel cylindre, et, d'un autre côté, que les sciences de la nature ne s'interdisent nullement la déduction, puisqu'il est permis de descendre des lois aux faits, et que même l'idéal de ces sciences serait, comme l'a si bien vu Descartes, de devenir purement déductives : tout cela peut être vrai dans une certaine mesure, mais ce qui est plus clair et plus vrai, c'est que l'attitude de l'esprit en face des abstractions mathématiques et des objets concrets des sciences de la nature est tout à fait différente, puisque dans un cas il déduit après avoir construit, tandis que, dans l'autre cas, il induit après avoir observé.

C'est donc dans la méthode et ses procédés qu'il faut chercher un critérium pour distinguer les sciences de la nature des sciences mathématiques. Au surplus, rien de plus vague que cette désignation, la nature^ et si nous demandons à Buffon, qui savait cependant définir, ce qu'il faut entendre par là, voici ce qu'il nous répondra : « La Nature est le système des lois établies par le Créateur pour l'existence des choses et pour la succession des êtres. La Nature n'est point une chose, car cette chose serait tout ; la Nature n'est point un être, car cet être serait Dieu. Mais on peut la considérer comme une puissance vive, immense, qui embrasse tout, qui anime tout, et qui, subordonnée à celle du premier Être, n'acommencé d'agir que par son ordre, et n'agit encore que pai; son concours ou son consentement. Cette puissance est, de la puissance divine, la partie qui se manifeste; bien différente de l'art humain, dont les productions ne sontque des ouvrages morts, la Nature est elle-même un ouvrage perpétuellement

vivant, un ouvrier sans cesse actif, qui sait tout employer, qui, travaillant d'après soi-même, toujours sur le mémo fonds, ])ien loin de s'épuiser, le rend inépuisable. Le temps, lespace et la matière sont ses moyens, l'univers son objet, le mouvement et la vie son but. » Né^-ligeant les aftirmations métaphysi(iucs de cette magnifique définition, nous trouvons que l'idée de nature se décompose en trois autres idées : des faits toujours changeants et incessamment renouvelés; des lois immuables de simultanéité et de succession des êtres; des causes toujours actives et agissantes dont l'énergie est réglée par des lois et I»roduit à leur heure et (>n leur lieu tous les phénomènes de l'univers.

l'n jour vicndra-t-il où nous serons dispensés d'observer et d'induire, parce que l'esprit humain, fort de ses découvertes antérieures, sera devenu assez puissant pour déduire tous les phénomènes d'une loi générale et génératrice? Cette loi à peine entrevue encore dont dérivent toutes choses, est-ce un idéal réalisable ou bien une utopie chimérique? Nul ne peut le dire en toute certitude. Galilée et Kepler ont trouvé les lois de la chute des corps à la surface- de la terre et celles des révolutions des planètes autour du soleil; Newton fit voir que ces lois n'étaient que des cas particuliers de la grande loi de l'attraction universelle dont il est possible de les déduire et qui les explique. Voilà un exemple de ces synthèses et pour ainsi dire de ces emboîtements de lois (pii nous font penser à une loi unique, dont toutes les autres seraient dérivées. Descartes avait cru saisir cette loi génératrice : avec de la matière et du mouvement, il construisait son monde tout géométrique et tout mécani({ue. Plus audacieux encore, un philosophe allemand de notre siècle, Hegel, crut trouver la loi suprême qui, de l'idée posée à l'origine des choses, faisait sortir la nature et l'histoire et permettait de déduire la science en se passant de l'étude directe des faits naturels et historiques. L'illusion géométrique de Descartes et le rêve métaphysique de Hegel demeurent comme des tentations perpétuelles de la pensée, tentations dont il faut se défier, car, si nous pouvons, selon un mot de Descartes, nous rendre « maîtres et possesseurs de lanature », ilne faut jamais oublier que c'est en ne perdant jamais de vue l'aphorisme de Bacon, d'après lequel « l'homme ne commande à la nature qu'en lui obéissant ». Ce ne sont pas des ailes, dit encore Bacon, qu'il

faut attacher à l'esprit, ce sont des semelles de plomb pour le retenir sur le terrain solide des faits. Un philosophe contemporain résume dans une belle formule l'idéal cartésien et hégélien : « Au suprême sommet des choses, au plus haut de l'éther lumineux etinaccessible, se prononce Faxiome éternel ; et le retentissement prolongé de cette formule créatrice compose, par ses ondulations inépuisables, l'immensité de l'univers. Toute forme, tout changement, toute idée est un de ses actes. Elle subsiste en toutes choses, et elle n'est bornée par aucune chose. La matière et la pensée, la planète et l'homme, les entassements de soleils et les palpitations d'un insecte, la vie et la mort, la douleur et la joie, if n'est rien qui l'exprime tout entière. Elle remplit le temps et l'espace et reste au-dessus du temps et de l'espace; elle n'est point comprise en eux, et ils dérivent d'elle. Toute vie est un de ses moments, tout être est une de ses formes; et la série des choses descendent d'elle, selon des nécessités indestructibles reliées par les divers anneaux de sa chaîne d'or (1). » Cela est assurément fort beau, mais d'une beauté plutôt poétique que scientifique : cette science déductive de l'univers sera à la portée de l'homme quand l'homme sera devenu dieu. A qui n'a pas d'ailes pour voler, il faut des escaliers pour monter aux étages supérieurs de la maison.

Les sciences physiques. — Pour parler sans figures, il faut recueillir patiemment les faits et s'élever graduellement aux lois. Aristote avait donné la théorie de la déduction ou du syllogisme : Bacon mit entre les mains des savants ce qu'il appelle non sans raison le « nouvel instrument », l'induction déjà pratiquée par Galilée. Pour bien comprendre la portée de cette révolution dans la méthode, considérons d'abord les sciences physiques, c'est-à-dire la physique proprement dite, étude des propriétés des corps qui ne modifient pas leur constitution intime, et la chimie, étude des propriétés qui modifient la constitution intime des corps. Il est possible que les propriétés physiques, la pesanteur, la lumière, l'électricité, le magnétisme, et les propriétés chimiques, les affinités et les répulsions moléculaires, soient dans leur fond ultime réductibles

(1) Les philosophes français au xix* siècle.

aux lois générales de la mécanique : mais que gagnerions-nous à opérer d'ores et déjà cette réduction, puisque, impuissants encore à déduire les unes des autres, nous serions réduits à une contemplation stérile du grand principe de la conservation et de la transformatiou de la force? Pressentir, deviner, entrevoir, ce n'est pas savoir.

On ne saurait trop insister sur cette idée (pi'en physique il faut observer et non pas déduire, et que la méthode mathématique, excellente et parfaite dans les sciences qui la comportent, est défectueuse et dangereuse en physique. Voyez par exemple comment un savant du xvi'^ siècle, le grand médecin J. Fernel, conçoit la science : « L'analyse, dit-il, fut toujours l'instrumeut des philosophes qui eurent à cœur de donner des démonstrations rigoureuses. Ce fut la méthode d'Euclide en géométrie et en arithmétique, de Ptolémée en astronomie, d'Aristote en philosophie, mt'lhode toute-puissante qui leur permit de donner à la science un fondement inébranlable, de découvrir des vérités qui étonnent le vulgaire comme des prodiges ou des fables (1). » Aussi de quelle manière va-t-il procéder? Il va d'abord définir les quatre éléments, le chaud, le froid, le sec et l'humide; il va chercher quel est le premier chaud, c'est le feu, le premier froid, c'est l'eau, le premier sec, c'est la terre, le premier humide, c'est l'air; voilà des spécimens de ses définitions, prétendues analogues aux définitions géométri(j[ues ; il va donc eu déduire et sa science, et son art, et tant pis pour ses malades si l'air n'est pas le premier humide ni l'eau le premier froid! Il est sûr de sa méthode, parce qu'elle est celle des anciens : « Notre esprit, dit-il, lorsqu'il est dégagé de l'être, perçoit distinctement les substances comme en plein et à nu, et a de toutes choses une lumineuse intuition... possédant je ne sais quel ferment divin, une féconde réminiscence qui l'enflamme d'un insatiable désir d'apprendre et de connaître. » Qui ne voit que ce n'est point là l'histoire, mais le roman de la nature : c'est l'araignée tissant laborieusement sa toile fragile tout entière tirée de sa propre substance. Avec des idées préconçues pour matériaux, le plus habile architecte ne pourra faire qu'un magnifique palais d'idées.

Essayons maintenant de saisir sur le vif la transition de l'an-

(l) J. Fernel, Physiologie, chap. t.

cienne physique à la physique moderne. Un peu plus d'un siècle après J. Fernel, le physicien E. Mariolte écrit dans son Essai de logique : « Il faut prendre garde de ne point tomber en ces défauts, et particulièrement de ne pas prendre de faux principes en cherchant trop curieusement les causes des effets naturels : car enfin, il vautmieux se contenter dune belle et ample histoire des effets de la nature, connus par des expériences certaines, quoiqu'on ne sache pas toutes les causes, que de perdre son temps à vouloir établir de fausses hypothèses pour tâcher d'expliquer les plus difficiles, comme le ressort des corps, la vertu de l'aimant, etc., et défaire ensuite de faux raisonnements, qui empêchent l'avancement de la physique (1). » Ce derniertrait porte directement contre Descartes. On ne saurait mieux caractériser la physique moderne : c'est une belle et ample histoire des effets de la nature, connus par des expériences certaines; j'ajoute (puisque le nom de Mariotte éveille immédiatement l'idée de loi) : et rapportés par la méthode inductive à leurs lois générales. Le danijer serait en effet d"aller immédiatement à l'autre extréme et, par une timidité excessive, de réduire la science expérimentale à un pur et stérile empirisme. Que les volumes des gaz. soient en raison inverse des pressions qu'ils supportent, ce n'est pas un simple fait, c'est une loi : les faits qui servent à démontrer la loi sont passagers, elle est permanente et régira l'avenir comme le présent et le passé.

Les sciences naturelles. — Ce qui vient d'être dit des sciences physiques s'ap[)lique entièrement aux sciences naturelles, qui en diffèrent par leur objet, mais nullement par leur méthode. Cet objet est double : d'un côté les êtres dépourvus de vie, objets de la géologie ou science de la terre, et de la minéralogie ou science des minéraux ; d'un autre côté les êtres vivants, objets de la biologie ou science de la vie qui comprend la botanique, étude des plantes, etla zoologie, étude des animaux, l'une et l'autre divisées en anatomie et physiologie, c'est-à-dire étude de la structure et étude des fonctions. La seule remarque préliminaire qu'il importe de faire ici, c'est la complexité croissante que les sciences naturelles nous offrent : d'abord, comme les sciences physiques, elles impliquent les lois mathé-

(1) Essai de logique, p. 142, éd. de 1678.

matitiues, car tous les êtres, vivants ou non vivants, sont soumis aux lois du u nombre et du poids » ; ensuite elles iniplii[uent les sciences physi([ues, car dans les èlres qirt'llcs étudient les éléments sont pliysicpies et chimi(|ues, et si les lois se coniliincnt avec des lois nouvidles, elles ne cluingent pas pour cela (lt> nature; l'estonuic de l'homme, jiar exemple, est une cui'iiue vivante, ses membres des nu''canismes de leviers, ses yeux un instrument d'optique, etc. ; enfin elles nous otîrentun fait nouveau absolument irréductible, la vie, qu'il est impossible d'expliquer par des phénomènes physico-chimiques. — Toutefois nous ne distinguerons pas une méthode des sciences physiques et une méthode des sciences naturelles : la seule ditïerence consiste dans l'emploi prédominant de tel ou tel procédé, non dans l'emploi nouveau de proci'dés ditierents ; elle consiste surtout dans les dii'ticultés plus nombreuses et plus délicates qui surgissent aussitôt qu'on observe les phénomènes de la vie. La méthode des sciences de la nature que nous allons étudier dans le détail peut donc s'appeler presque inditleremment nu'thode d'observation^ méthode expérimentale ou nK'lhodc d'induction; mais cette dernièi-e dénomination est préléiable, parce que toute science de la natuie est essentii-llcnient ou tend à devenir un système de lois obtenues par iiuluction. L'induction est le procédé caractéristiciue de cette méthode : l'observation et l'expérimentation la préparent, les classilications la résument, l'analogie n'en est qu'une extension et l'hypothèse a été souvent définie une induction anticipée.