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La théorie physique, lorsqu’elle est parvenue à obtenir une représentation mathématique cohérente des phénomènes connus, cherche à en déduire la prévision de phénomènes nouveaux. Parfois ces prévisions sont confirmées par de nouvelles recherches expérimentales et la théorie ainsi mise à l’épreuve en sort renforcée. Parfois, et l’on peut dire qu’à la longue ceci finit toujours par se produire, ou bien l’expérience ne vérifie pas une des prévisions de la théorie ou bien elle fournit tout à coup, souvent sans qu’on l’ait cherché volontairement, un fait nouveau qui ne cadre pas avec la théorie : alors il faut réformer et transformer l’édifice théorique précédemment construit. Mais, et ceci est essentiel, cette transformation, parce qu’elle doit toujours permettre de rendre compte des faits précédemment observés, devra être effectuée de façon à englober d’une manière ou d'une autre, et souvent à titre de première approximation, la théorie antérieure et l’ensemble des équations sur lesquelles elle reposait dont seule l’interprétation aura varié. Ainsi, la nouvelle théorie pourra retrouver toutes les prévisions exactes de l’ancienne, mais, se détachant d’elle dans certaines circonstances, elle pourra prévoir exactement les faits observés, là où l’autre ne pouvait y réussir. C’est par ces englobements successifs que la Physique théorique parvient à progresser sans renier aucun de ses succès antérieurs et à faire entrer dans le sein d’une synthèse qui se transforme et s’élargit sans cesse un nombre croissant de faits expérimentaux. Pour n’en citer qu’un des exemples les plus mémorables, la théorie électromagnétique de la Lumière de Maxwell est parvenue à retrouver, en les interprétant différemment, toutes les équations qu’avait fournies à Fresnel et à ses continuateurs l’image d’un éther élastique support des vibrations lumineuses, mais elle a pu, en outre, faire entrer la lumière, comme cas très particulier, dans la catégorie infiniment plus vaste des ondes électromagnétiques et elle a pu aussi conduire à une interprétation remarquable des phénomènes électro et magnéto-optiques que la conception de Fresnel ne pouvait pas atteindre.
Avant de terminer ces considérations générales sur le rôle réciproque de l’expérience et de la théorie, soulignons que le résultat de l’expérience n’a jamais le caractère d’un fait brut que l’on se borne à constater : il y a toujours dans l’énoncé de ce résultat une part d’interprétation, donc une intervention de conceptions théoriques. Le physicien qui mesure un courant avec un ampèremètre ne se contentera pas de dire : « J’ai vu l’aiguille de mon appareil de mesure venir se placer sur tel trait de sa graduation » car sous cette forme cette constatation n’aurait pas d’intérêt ; il dira : « J’ai mesuré un courant de dix ampères », mais, si cette fois son affirmation prend de l’intérêt, elle suppose tout un ensemble de conceptions théoriques sur les lois de l’électricité, sur le fonctionnement de l’appareil de mesure, etc. Cette intervention inévitable d’idées théoriques dans l’énoncé des résultats expérimentaux a tellement frappé certains esprits qu’ils ont été jusqu’à se demander s’il y avait vraiment des faits expérimentaux existant indépendamment de nos conceptions théoriques et on a été jusqu’à dire : « Le savant crée le fait scientifique. » Il y a là certainement une exagération qu’Henri Poincaré avait naguère fortement combattue. Le fait scientifique a sans aucun doute une existence indépendante des conceptions dont on se sert pour l’exprimer : parfois même, il se refuse à confirmer l’interprétation théorique qu’on voulait lui donner. Néanmoins, il faut retenir des analyses qui ont été faites à ce sujet, notamment par Édouard Leroy et par Pierre Duhem il y a une soixantaine d'années, que la notion de fait expérimental est moins simple qu’on ne pourrait le croire tout d’abord : il n’y a pas de fait entièrement « brut ». Les données de nos sens ne peuvent servir à la construction de la science qu’après que nous les avons convenablement interprétés et dans cette interprétation interviennent forcément certaines conceptions de notre esprit, c’est-à-dire des idées théoriques. Et ceci montre que l’on ne peut pas séparer l’une de l’autre d’une façon absolument nette l’expérience et la théorie et considérer que le fait expérimental est une donnée indépendante de toute interprétation. La relation entre l’expérience et la théorie est plus subtile et plus complexe : les constatations expérimentales ne prennent leur valeur scientifique qu’après un travail de notre esprit qui, si rapide et spontané soit-il, imprime toujours au fait brut la marque de nos tendances et de nos conceptions. |
