CHAPITRE VI

LES LOIS SCIENTIFIQUES ET LES THÉORIES DES PHÉNOMÈNES.

§ 1. Les lois scientifiques et leur degré d’exactitude.--§ 2. Les grandes théories scientifiques et leur rôle.--§ 3. Les conceptions scientifiques de l’univers.--§ 4. Les limites supposées du connaissable.

§ 1.--Les lois scientifiques et leur degré d’exactitude.

Les lois scientifiques représentent simplement des relations quantitatives constantes entre certains phénomènes.

Elles constituaient pour beaucoup d’esprits le type de la certitude absolue. Cette idée fut abandonnée quand les mesures scientifiques devinrent plus exactes.

«Si nous étudions de près les phénomènes physiques, écrit le professeur Chwolson, nous pouvons nous convaincre qu’il n’y a presque aucune loi physique qui soit exactement vérifiée. Dans presque tous les cas nous observons des écarts plus ou moins grands relativement à ces lois.»

Ces écarts montrent que nous connaissons seulement quelques-unes des conditions des phénomènes. Pour établir une loi, on est obligé, répétons-le, d’éliminer, en raison de leur nombre ou de la difficulté de les découvrir, les facteurs secondaires. Tous les phénomènes de la nature se trouvant dans une dépendance réciproque, réagissent les uns sur les autres. Notre intelligence n’est pas assez vaste pour embrasser leur ensemble et nous créons des discontinuités en ne tenant compte que des facteurs les plus importants. La loi se trouve alors à peu près exacte dans certaines limites, c’est-à-dire tant que les facteurs négligés n’exercent qu’une faible influence. Si cette influence grandit, la loi perd son exactitude et peut même s’évanouir. La loi de Mariotte, par exemple, à peu près vraie pour des gaz très éloignés de leur point de liquéfaction, cesse de l’être dès qu’on s’approche de ce point critique.

La loi paraît parfois rigoureuse quand des instruments insuffisants ne permettent pas de révéler ses inexactitudes. Ainsi arriva-t-il pour les lois astronomiques de Kepler, qui ne pouvait tenir compte de perturbations inaccessibles à ses moyens d’observation quand il les formula.

Les lois scientifiques sont donc uniquement des sortes de vérités moyennes. Suffisantes dans la pratique, elles ne constituent nullement des vérités absolues.

Les théorèmes mathématiques eux-mêmes ne méritent pas davantage d’ailleurs ce qualificatif d’absolu. Poincaré l’a trop bien montré pour qu’il soit nécessaire d’y insister; mais, sans vouloir examiner avec lui les formes possibles de la géométrie dans des mondes autrement constitués que le nôtre, il suffira de remarquer que les bases de notre géométrie euclidienne elle-même sont imaginaires. Elle nous parle en effet de corps à une ou deux dimensions n’ayant jamais existé et impossibles même à concevoir. Il n’y a dans notre univers que des corps à trois dimensions. Le point le plus infime, fût-il très inférieur au dernier des microbes, possède trois dimensions, la ligne la plus fine a toujours une épaisseur, une largeur, une longueur et par conséquent trois dimensions. On peut les négliger dans les calculs, mais cela ne les prive pas de l’existence. Si nous considérons le point comme la limite d’une sphère, la droite comme la limite d’un cylindre, etc., les figures ne perdent nullement pour cela leurs propriétés et gardent par conséquent leurs trois dimensions.

On ne doit donc pas plus rechercher l’absolu en mathématique que dans les autres sciences. Il se réfugia pendant longtemps dans le monde des vérités statiques constitué par les spéculations de la géométrie, mais ce monde paraît lui aussi n’avoir bien souvent pour base que des hypothèses un peu incertaines[18].

[18] Pour rendre exactes les définitions classiques du point, de la ligne droite et du plan, il faudrait, suivant nous, les compléter de la façon suivante:

_Point._ Figure géométrique à trois dimensions toutes assez petites pour pouvoir être négligeables dans les calculs.

_Ligne droite._ Figure géométrique à trois dimensions, dont deux sont assez petites pour être négligées dans les calculs.

_Plan._ Figure géométrique à trois dimensions, dont une est assez petite pour être négligeable dans les calculs.

_Volume._ Figure géométrique à trois dimensions, dont aucune ne peut être négligée dans les calculs.

Ces très exactes définitions conduiraient d’ailleurs à renverser certains axiomes fondamentaux de la géométrie. Elles impliqueraient notamment que par un point on peut faire passer plusieurs parallèles à une droite donnée, ce qui est juste le contraire du célèbre postulat d’Euclide, que tant de générations de mathématiciens tentèrent vainement de démontrer.

«En étudiant les plus récents travaux sur les principes de la géométrie on est effrayé, écrit l’éminent mathématicien Émile Picard, à la vue de la longue liste des postulats nécessaires à poser pour que la géométrie ait toute la rigueur logique qu’on lui attribue généralement.»

J’avoue ne pas partager cet effroi. Les postulats permettent l’établissement de formules mathématiques rigoureuses et chacun sait le prestige exercé sur les âmes simples par les propositions revêtues d’une telle forme. Il est bon de pouvoir fabriquer de temps à autre des vérités supposées absolues. Leur possession est très réconfortante pour l’esprit. Bien que la science nous refoule de plus en plus dans le relatif et l’approximatif, nous poursuivons toujours l’absolu.

§ 2.--Les grandes théories scientifiques et leur rôle.

On vient de voir que l’édifice de la science se constituait avec des faits convenablement interprétés. Mais observer et interpréter n’est pas tout le rôle du savant. Quand il possède un certain nombre de faits dont les lois sont bien expliquées, il est conduit à construire des théories générales embrassant l’interprétation d’un grand nombre de phénomènes.

Cette partie de sa tâche est tellement difficile, que les principes directeurs de chaque époque se trouvent fort peu nombreux, alors que les faits dont on les dégage sont innombrables.

Les faits représentent les matériaux indispensables des grandes théories. De nombreux ouvriers doivent être employés à leur découverte avant que se rencontrent les esprits supérieurs capables d’édifier les synthèses qui sont l’âme de la science.

«Une accumulation de faits n’est pas plus une science, écrit Poincaré, qu’un tas de pierres n’est une maison.»

Il peut arriver que celui qui observe les faits parvienne à en établir la synthèse, mais généralement les aptitudes à l’analyse et à la synthèse se rencontrent rarement chez le même savant. Les hommes ayant depuis un siècle--comme Lamarck et Darwin par exemple,--le plus profondément transformé la pensée scientifique ne sont pas ceux qui ont découvert le plus de faits, mais qui ont su voir les liens rattachant des faits déjà connus.

Toute théorie étant obligée de s’appuyer sur des faits, c’est-à-dire sur des fragments de choses et les faits restant toujours incomplets, toute théorie renferme nécessairement des parties hypothétiques. Elle ressemble un peu à ces restitutions d’édifices anciens par des archéologues. A côté d’indications à peu près sûres, il en reste toujours de problématiques.

L’histoire entière de la science montre combien furent fécondes les grandes théories scientifiques, malgré leurs parties incertaines. Ces incertitudes mêmes peuvent être fort utiles par les vérifications qu’elles provoquent. Les conceptions de Darwin sont très hypothétiques, et pourtant bien peu ont joué un rôle aussi fondamental sur la pensée scientifique de toute une génération et suscité autant de recherches. Elles introduisirent l’idée de continuité dans les sciences naturelles, montrèrent la possibilité d’explications scientifiques où l’on n’en voyait pas et permirent la synthèse de faits que rien ne semblait pouvoir rattacher. Il n’est pas démontré que la transformation des êtres se fasse par sélection et il est fort possible que les caractères spécifiques des espèces soient acquis autrement qu’au moyen de petites accumulations héréditaires. Mais tout cela importe peu. Le monde soulevé par Darwin est resté soulevé. La possibilité du transformisme grâce à des moyens naturels demeura établie, la théorie des créations successives des êtres fut ruinée pour toujours et la pensée des savants a profondément évolué.

Il en est de même pour la plupart des grandes théories. Celles de Pasteur ont aussi complètement modifié la science que celles de Darwin. Elles renouvelèrent d’importantes industries, créèrent la médecine moderne, révélèrent un monde ignoré, et cependant, des idées primitives de cet éminent esprit, les plus importantes ont déjà disparu.

Nous ne devons donc pas juger les théories d’après la part de vérité qu’elles contiennent, mais surtout en raison des recherches qu’elles provoquent. Même au seul point de vue pratique de l’utilité pure, on peut les considérer comme des instruments de découvertes d’une incomparable puissance. Elles orientent les recherches de milliers d’investigateurs. Si les théories étaient bannies, il n’y aurait plus ni science ni découvertes possibles. «Les idées théoriques, écrit justement Émile Picard, apparaissent de plus en plus comme le germe fécond d’où sortent la plupart des progrès.»

Toutes nos théories scientifiques sont certainement destinées à se transformer, mais énoncer une telle proposition c’est dire simplement que la science progressera encore. Les théories ne changent pas parce qu’elles sont fausses, mais parce que l’acquisition de faits nouveaux les force de s’adapter à ces faits. Elles sont vraies au moment où on les émet, parce qu’elles expliquent les faits alors connus. Grâce à elles on en découvre d’autres, et la théorie qui enfanta les faits nouveaux se voit ensuite transformée par eux.

Le rôle des théories générales dans la science est donc immense. Le chercheur qui n’en possède pas pour se guider demeurera toujours un modeste ouvrier attendant ses inspirations du pur hasard ou de la direction d’un maître.

A côté de leurs avantages manifestes, les grandes théories ont aussi leurs inconvénients. Pour les esprits simples, elles constituent bientôt des dogmes, et leurs sectateurs se trouvent ainsi ramenés dans le cycle des croyances. Le dogme scientifique est traité par eux comme un dogme religieux devant s’accepter sans discussion. Le finalisme d’Aristote, les créations successives de Cuvier, la sélection de Darwin et bien d’autres théories que les siècles ont vu naître et périr, eurent pendant leur règne la puissance des certitudes religieuses. Nul n’osait par conséquent tâcher d’en scruter les fondements.

§ 3.--Les conceptions scientifiques de l’univers.

La science n’est pas toujours restée sur le terrain solide de l’étude des relations des phénomènes et de l’utilisation des forces de la nature. Comme les religions et les philosophies, elle essaya de pénétrer les grands mystères de l’univers et d’en établir la synthèse.

Pour réaliser une telle tâche, les savants ne pouvaient utiliser naturellement que les fragments connus des choses. Ces fragments étant très peu nombreux encore, les constructions édifiées apparaissent, avec les nouveaux progrès de la science, médiocrement satisfaisantes.

Les conceptions scientifiques actuelles de l’univers ne sont pas d’ailleurs nombreuses, puisqu’elles se ramènent à deux: la théorie mécanique et la théorie énergétique.

La première, qui remonte à Descartes et servit de base aux calculs de Laplace, considère dans la nature deux éléments fondamentaux, les atomes et le mouvement. La masse de l’atome est l’invariant universel. Des combinaisons de ses mouvements résulteraient tous les phénomènes.

Vers la seconde moitié du dernier siècle, on découvrit, ou crut découvrir, un autre invariant, l’énergie, qui sembla pouvoir se substituer au premier pour la conception des phénomènes. De son étude dérive la théorie dite énergétique.

D’après cette théorie, tous les phénomènes sont considérés comme engendrés par les mutations d’une grande entité indestructible, l’énergie. Laissant de côté les notions de masse, d’atome, de forces quelconques, on se borne à mesurer les variations d’énergie qui accompagnent les phénomènes.

Et toutes les énergies paraissant transformables, en ce sens du moins qu’avec l’une d’elles se produisent facilement les autres, il devient possible d’exprimer au moyen d’une même unité les manifestations diverses de l’énergie. On choisit, suivant le cas, celle dont la mesure est facile, la chaleur, par exemple.

La conception énergétique rendit plus aisée la substitution du quantitatif au qualitatif dans l’étude des phénomènes, mais elle n’apporta aucune explication nouvelle de ces phénomènes. Tout en mesurant sans difficulté les effets de l’énergie, nous ne savons rien de sa nature. Les opérations de mesures réalisées sur elle sont du même ordre que celle du facteur de chemin de fer pesant des malles dont il ignore le contenu.

La possibilité de changer à volonté une forme quelconque d’énergie en une autre forme équivalente, possibilité qui est la base de toute notre industrie, justifie la réalité de cette notion philosophique, à laquelle nous avons déjà fait allusion, que les phénomènes de la nature étant intimement liés entre eux la modification des uns entraîne nécessairement celle des autres. Les choses se passent comme si l’univers formait une sorte de système articulé dont l’équilibre ne peut se trouver modifié en un point sans l’être aussitôt ailleurs d’une façon équivalente[19].

[19] Je renvoie le lecteur pour les développements de ces observations à mon livre: _l’Évolution des forces_, 13e édition.

Il faut voir seulement dans ces théories des méthodes de travail et renoncer à en tirer des explications sur l’origine des choses et leurs transformations. De telles théories perdent, du reste, presque toute valeur si au lieu de les appliquer uniquement aux opérations physico-chimiques, on tente de les faire intervenir dans l’explication des phénomènes qui nous intéressent le plus, ceux de la vie.

§ 4.--Les limites supposées du connaissable.

Le bref exposé qui précède résume ce que nous savons de l’édifice de nos vérités scientifiques et des méthodes permettant de le construire. Il paraît actuellement à peine ébauché, alors qu’autrefois on le croyait bâti pour toujours, parce que notre science est devenue plus pénétrante et plus précise. Ses ambitions se montrent d’ailleurs beaucoup moins grandes aujourd’hui que jadis. En présence d’une immensité encore presque ignorée, éclairée seulement par de fugitives lueurs, le savant ne peut plus songer à ces grandes synthèses qui tentèrent les philosophes de tous les âges.

Incapables de comprendre actuellement le monde dans son ensemble, nous devons en étudier d’abord de petits fragments. Avant de découvrir la raison première d’un seul phénomène, il faudra connaître la longue série de ses raisons successives. Le sujet est trop vaste pour les limites actuelles de notre intelligence. L’histoire d’un corps quelconque, celle d’un simple caillou, par exemple, impliquerait la connaissance complète de tous les mystères de l’univers.

De cette impuissance, nous ne conclurons pas, avec beaucoup de philosophes, qu’il y ait des choses inconnaissables, mais seulement qu’il en existe beaucoup encore inaccessibles à notre connaissance. Si les théories de l’inconnaissable avaient jamais exercé une influence quelconque sur la marche de la science, tous ses progrès auraient été paralysés. Nous avons déjà rappelé qu’Auguste Comte rangeait parmi les choses inconnaissables, dont il devenait inutile de s’occuper, la composition chimique des étoiles que l’analyse spectrale révéla plus tard. Du prétendu inconnaissable d’aujourd’hui sera formé sans doute le connaissable de demain.

Les découvertes modernes montrent qu’il est impossible de tracer des bornes à la science et de l’enfermer dans un cercle de prétendues vérités jugées nécessaires. On arrive toujours à reconnaître, d’abord que ces vérités ne sont pas nécessaires, et ensuite qu’elles ne sont pas vraies.

Quoi qu’il en soit des limites actuelles de la science, ses découvertes ont certainement donné à l’homme une domination de la nature qui finira sans doute par égaler celle attribuée à ses anciens dieux. Les forces prodigieuses maniées par le savant moderne lui confèrent un pouvoir déjà supérieur à celui des divinités de la mythologie antique.