[…]
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. |
Au cours de l’Antiquité et du Moyen-Âge, la Physique nous présente deux parties si distinctes l’une de l’autre qu’elles sont, pour ainsi dire, opposées l’une à l’autre ; d’un côté se trouve la Physique des choses célestes et impérissables, de l’autre la Physique des choses sublunaires, soumises à la génération et à la corruption.
Les êtres dont traite la première des deux Physiques sont réputés d’une nature infiniment plus élevée que ceux dont s’occupe la seconde ; on en conclut que la première est incomparablement plus difficile que la seconde ; Proclus enseigne que la Physique sublunaire est accessible à l’homme, tandis que la Physique céleste le passe et est réservée à l’intelligence divine ; Maïmonide partage cette opinion de Proclus ; la Physique céleste est, selon lui, pleine de mystères dont Dieu s’est réservé la connaissance, tandis que la Physique terrestre se trouve, tout organisée, en l’œuvre d’Aristote.
Au contraire de ce que pensaient les hommes de l’Antiquité et du Moyen-Âge, la Physique céleste qu’ils avaient construite était singulièrement plus avancée que leur Physique terrestre.
Dès l’époque de Platon et d’Aristote, la science des astres était organisée sur le plan que nous imposons aujourd’hui encore à l’étude de la Nature. D’une part, était l’Astronomie ; des géomètres, comme Eudoxe et Calippe, combinaient des théories mathématiques au moyen desquelles les mouvements célestes pouvaient être décrits et prévus, tandis que des observateurs appréciaient le degré de concordance entre les prévisions des calculs et les phénomènes naturels. D’autre part, était la Physique proprement dite ou, pour parler le langage moderne, la Cosmologie céleste ; des penseurs, comme Platon et Aristote, méditaient sur la nature des astres et sur la cause de leurs mouvements. […]
Il s’en faut bien que la Physique des choses sublunaires soit parvenue d’aussi bonne heure à ce degré de différenciation et d’organisation. […]
[…] La Physique sublunaire ne connaissait guère les théories mathématiques. Deux chapitres de cette physique, l’Optique ou Perspective, et la Statique ou Scientia de ponderibus, avaient seuls revêtu cette forme […] Hors ces deux chapitres, l’analyse des lois qui président aux phénomènes demeurait peu précise, purement qualitative ; elle ne s’était pas encore dégagée de la Cosmologie.
En la Dynamique, par exemple, les lois de la chute libre des graves, entrevues dès le 14e siècle, les lois du mouvement des projectiles, vaguement soupçonnées au 16e siècle, demeuraient impliquées dans les discussions métaphysiques sur le mouvement local, sur le mouvement naturel et le mouvement violent, sur la coexistence du moteur et du mobile. Au temps de Galilée seulement, nous voyons la partie théorique, en même temps que sa forme mathématique se précise, se dégager de la partie cosmologique. […]
D’autre part, l’antique distinction entre la Physique des corps célestes et la Physique des choses sublunaires s’était graduellement effacée. Après Nicolas de Cues, après Léonard de Vinci, Copernic avait osé assimiler la Terre aux planètes. Par l’étude de l’étoile qui avait apparu, puis disparu en 1572, Tycho Brahé avait montré que les astres pouvaient, eux aussi, s’engendrer et périr. En découvrant les taches du Soleil et les montagnes de la Lune, Galilée avait achevé de réunir les deux Physiques en une seule science.
Dès lors, lorsqu’un Copernic, lorsqu’un Képler, lorsqu’un Galilée déclarait que l’Astronomie doit prendre pour hypothèses des propositions dont la vérité soit établie par la Physique, cette affirmation, une en apparence, renfermait en réalité deux propositions bien distinctes.
Une telle affirmation, en effet, pouvait signifier que les hypothèses de l’Astronomie étaient des jugements sur la nature des choses célestes et sur leurs mouvements réels ; elle pouvait signifier qu’en contrôlant la justesse de ces hypothèses, la méthode expérimentale allait enrichir nos connaissances cosmologiques de nouvelles vérités. Ce premier sens se trouvait, pour ainsi dire, à la surface même de l’affirmation ; il apparaissait tout d’abord ; c’est ce sens-là que les grands astronomes du 16e siècle et du 17e siècle voyaient clairement, c’est celui qu’ils énonçaient d’une manière formelle, c’est enfin celui qui ravissait leur adhésion. Or, prise avec cette signification, leur affirmation était fausse et nuisible ; Osiander, Bellarmin et Urbain VIII la regardaient, à juste titre, comme contraire à la Logique […]
Sous ce premier sens illogique, mais apparent et séduisant, l’affirmation des astronomes de la Renaissance en contenait un autre ; en exigeant que les hypothèses de l’Astronomie fussent d’accord avec les enseignements de la Physique, on exigeait que la théorie des mouvements célestes reposât sur des bases capables de porter également la théorie des mouvements que nous observons ici-bas ; on exigeait que le cours des astres, le flux et le reflux de la mer, le mouvement des projectiles, la chute des graves fussent sauvés à l’aide d’un même ensemble de postulats, formulés en la langue des Mathématiques. Or ce sens-là restait profondément caché ; ni Copernic, ni Képler, ni Galilée ne l’apercevaient nettement ; il demeurait, cependant, dissimulé, mais fécond, au-dessous du sens clair, mais erroné et dangereux, que ces astronomes saisissaient seul. Et tandis que la signification fausse et illogique qu’ils attribuaient à leur principe engendrait des polémiques et des querelles, c’est la signification vraie, mais cachée, de ce même principe qui donnait naissance aux essais scientifiques de ces inventeurs ; alors qu’ils s’efforçaient de soutenir l’exactitude du premier sens, c’est à établir la justesse du second sens qu’ils tendaient sans le savoir ; […] ils croyaient prouver, l’un et l’autre, que les hypothèses copernicaines ont leur fondement en la nature des choses ; mais la vérité qu’ils introduisaient peu à peu dans la Science, c’est qu’une même Dynamique doit, en un ensemble unique de formules mathématiques, représenter les mouvements des astres, les oscillations de l’Océan, la chute des graves ; ils croyaient renouveler Aristote; ils préparaient Newton.
En dépit de Képler et de Galilée, nous croyons aujourd’hui, avec Osiander et Bellarmin, que les hypothèses de la Physique ne sont que des artifices mathématiques destinés à sauver les phénomènes ; mais grâce à Képler et à Galilée, nous leur demandons de sauver à la fois tous les phénomènes de l’Univers inanimé. |
