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Physique (§329 à §347)

3. - Mesure de la qualité

Thèse 21. - 1) Toute qualité, en raison de son intensité variable, peut être soumise aux lois mathématiques, en donnant aux nombres une signification purement ordinale. 2) De plus, la mesure indirecte des énergies corporelles en fonction de leurs effets soumis aux conditions quantitatives, permet de formuler mathématiquement les lois d'exercice de ces qualités corporelles.

A) Explication.

§329). Les progrès et les succès des sciences physico-chimiques modernes sont dus principalement à l'usage des mathématiques dans la recherche des lois, ce qui suppose évidemment que les phénomènes qualitatifs étudiés pouvaient, sous un aspect, être soumis aux nombres et donc, être mesurés. La légitimité de cette hypothèse est d'abord démontrée par un fait très simple et très fréquent: la diversité d'intensité dans la même énergie ou qualité; par exemple, la chaleur d'une eau tiède est moindre que celle d'une eau bouillante; la lumière du soleil est beaucoup plus grande que celle d'une bougie, etc. Ainsi, bien que les notions de grandeur, de nombre et de mesure appartiennent au sens propre à la quantité, on pourra les appliquer par analogie aux diverses intensités des qualités. Mais à côté des ressemblances, l'analogie comporte des différences.

a) Ce qui distingue essentiellement ces deux cas, c'est que toute quantité est divisible en parties égales; et toute qualité est de soi simple et indivisible, car elle affecte l'être par mode d'acte; et seule la puissance, à laquelle s'apparente la quantité, est principe de division et de multiplicité.

C'est pourquoi l'augmentation d'une qualité ne peut se faire, comme celle d'un nombre, par addition d'unités prises en n'importe quel ordre; et la comparaison de deux «grandeurs» qualitatives entre elles n'a aucun sens «quantitatif»: par exemple, affirmer que telle chaleur ou telle lumière est de soi le double d'une autre, n'est pas intelligible; car rien ne dit que la chaleur de 5 à 10 degrés, par exemple, ait la même valeur comme qualité que celle de 0 à 5 degrés. À tous les degrés successifs, c'est la même chaleur simple, mais qui s'épanouit davantage selon la ligne de son essence, en enrichissant de plus en plus son sujet de sa perfection et en lui permettant de produire des effets de plus en plus parfaits. Tel est l'unique sens intelligible des divers degrés d'intensité d'une qualité. Il n'y a donc pas d'unités élémentaires toutes égales et d'une grandeur donnée; par exemple; de 50 degrés de chaleur, on ne peut extraire un degré quelconque, le 1er ou le 5e, etc., comme dans une règle de 50 cm, on peut prendre un cm, le 1er ou le 5e, etc., en laissant intacts les autres. Pour les qualités, chaque degré supérieur suppose tous les degrés inférieurs, parce qu'il est la qualité simple qui les contient tous virtuellement. Les nombres qui les affectent prennent ainsi une signification essentiellement ordinale: ils indiquent que tel degré d'intensité vient avant tel autre en perfection, sans rien dire de l'égalité entre chaque degré compté. Ils n'ont rien d'un nombre cardinal, somme d'unités égales interchangeables.

b) Mais comprises ainsi, les grandeurs qualitatives vérifient encore les lois des nombres; car on peut leur appliquer l'axiome fondamental qui règle les opérations mathématiques: «Deux degrés d'intensité égaux à un même troisième sont égaux entre eux», et par conséquent, si, par exemple, la chaleur A est moindre que la chaleur B, toute chaleur moindre que A sera moindre que B.

Cette interprétation purement ordinale des calculs des qualités a l'avantage de convenir à toute espèce, même spirituelle, comme les phénomènes psychologiques les plus élevés; on donne ainsi un sens plausible aux formules quantitatives employées en ces matières, dans les tests d'intelligence, par exemple [°760].

§330). Cependant cette analogie n'apporte que peu de précision. Pour les qualités corporelles, on peut aller plus loin. D'abord, la définition des figures qui affectent directement la quantité, leur permet d'être aussi directement mesurées comme nous l'avons déjà noté [§321].

Quant aux énergies corporelles, tout en restant en elles-mêmes qualités simples, comme puissance d'action, elles ont toujours des effets directement mesurables, parce que soumis aux conditions quantitatives; et en vertu du lien qui proportionne la perfection de l'effet à celle de la cause, on peut légitimement mesurer indirectement l'un par l'autre [SJJ: Début de la section lourdement modifiée. Voir Note °761].

§330.1) Panorama des différentes qualités mesurables. Le cas le plus favorable est celui de l'énergie mécanique à laquelle on s'efforce de ramener les autres. Tentons d'abord de mieux définir l'énergie mécanique. En physique moderne, on commence d'abord par «définir» la force:

Fig. 16: Deuxième loi de Newton

Qu'est-ce que la «masse»? Selon [Halliday, Resnick, Walker 2005] p. 91, «Tout ce qu'on peut dire est que la masse d'un corps est ce qui relie la force sur ce corps à l'accélération résultante», ce qui est une manière (typique des modernes) d'éviter la question des natures en répétant la formule mathématique.

Pourquoi «l'accélération»? On aurait pu, par exemple, définir la force en considérant l'effort qu'il faut faire pour traîner un sac de sable sur un plancher de bois. Mais il aurait été difficile de spécifier quelle sorte de sac, quel sorte de bois (et de vernis!), etc. L'accélération est beaucoup plus «propre»; on peut avoir une accélération dans le vide de l'espace, par exemple.

Ceci concorde avec notre expérience vulgaire de la force: si on lance un objet (qu'on l'accélère, en d'autre mots), on va sentir qu'on a besoin de force pour ce faire, et que si l'objet est plus «gros» ou qu'on veut l'accélérer encore plus, on aura besoin de plus de force. Remarquez aussi que puisque la Terre nous attire avec une certaine accélération (l'accélération gravitationnelle), notre poids se mesure en newtons.

Pour définir l'énergie, la physique moderne parle de travail. Pour qu'une force puisse «agir» pour une certaine distance, il faut de l'énergie:

Fig. 17: Le travail et l'énergie

Sans prétendre que l'énergie mécanique en elle-même soit composée de parties égales et comparables, il est raisonnable de lui attribuer une certaine «grandeur» en fonction de son effet et de dire, par exemple, que, s'il faut un joule d'énergie pour accélérer un kilogramme à un mètre par seconde au carré sur un trajet d'un mètre de long, il faudra deux joules pour déplacer deux kilogrammes dans les mêmes circonstances; ou pour déplacer un kilogramme avec une accélération double, ou pour le faire voyager pour le double de la distance. [SJJ: Fin de la section lourdement modifiée.]

Pour l'énergie sonore, on a depuis longtemps utilisé les longueurs d'ondes de formation et propagation des divers sons, en en faisant une étude mathématique; et, par analogie, la mesure des ondulations a été étendue aux phénomènes de lumière, de chaleur, d'électricité, de magnétisme, grâce au début à l'hypothèse de l'éther. Malgré les rapports très étroits entre les divers sons et les diverses vibrations sonores, on ne peut identifier ces deux aspects du réel; car la vibration comme telle est seulement un mouvement local périodique, tandis que le son est une énergie ou puissance d'action, puisqu'il impressionne notre ouïe, et donc, une qualité. On peut d'ailleurs expliquer cette correspondance étroite entre variations sonores et vibratoires, par la dépendance foncière de toute qualité corporelle vis-à-vis des conditions quantitatives; tel état vibratoire avec tel nombre précis de contacts locaux devient ainsi le sujet immédiat de telle qualité sonore, avec lien nécessaire entre les deux séries, en sorte que connaître et déterminer l'une, c'est connaître et déterminer l'autre. Et cette remarque s'appliquerait à toutes les vibrations de l'éther, si celui-ci existait réellement comme milieu corporel spécial.

L'acoustique s'est contenté de cet aspect mesurable des ondes; mais pour les autres énergies, on en a découvert d'autres. Ainsi, pour la chaleur, outre les intensités mesurées en degrés par l'effet de dilatation sur le mercure ou les gaz, on a remarqué l'influence de la masse sur l'action de caléfaction. Il faut plus d'énergie calorique pour élever d'un degré la température de deux litres d'eau que de un litre. D'où l'ancienne unité de mesure appelée «calorie» qui est «la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré la température d'un centimètre cube d'eau pure» (on peut aussi ramener la calorie au joule, par un dispositif ingénieux, sorte de petite pagaie qui tourne dans un récipient isolé contenant de l'eau, et qui transforme l'énergie mécanique de la pagaie tournante en chaleur dans l'eau). Cette unité servira par analogie à calculer les caléfactions actives et passives de tous les corps.

Cette conception de «quantité de chaleur» s'inspire visiblement de l'image de communication de perfection, sous-jacente à toute idée de cause efficiente; on suppose que le foyer, cause efficiente de la caléfaction de l'eau, lui cède sa chaleur, parce que, en fait, l'énergie calorique de l'agent diminue en proportion de son augmentation dans le patient, jusqu'à ce que soit obtenu l'équilibre ou l'égalité des énergies caloriques des deux corps en contact; et, remarquant que la réalisation du point d'équilibre dépend de la masse du patient, on dit que celui-ci absorbe ou emmagasine une quantité plus ou moins grande de chaleur. Mais ce que l'on mesure ainsi, ce n'est pas la chaleur, qui, en fait, ne passe nullement, telle quelle, du foyer dans l'eau; c'est la réaction ou la résistance du patient qui est évidemment proportionnelle à sa masse, comme le confirme l'étude des chaleurs spécifiques. C'est, de nouveau, un cas de dépendance d'une énergie corporelle vis-à-vis de conditions quantitatives, qui permet l'intervention efficace de mesures précises. Cette mesure ne signifie donc nullement que la chaleur comme qualité serait composée de parties homogènes appelées «calories»; elle reste en soi une énergie simple, variable seulement en intensité; mais on a un moyen de déterminer et de commander son action ou sa «propagation», grâce aux conditions quantitatives où elle s'enracine comme en son sujet prochain.

L'examen des unités lumineuses ou électriques aboutirait à une même conclusion. La «bougie», ancienne unité d'intensité de la lumière, est le 1/20 de l'étalon Violle (une mesure encore plus ancienne) qui est «l'intensité lumineuse dans une direction normale d'un centimètre carré de la surface d'un bain de platine à sa température de fusion (1700 degrés environ)». Dire qu'une lumière vaut 50 bougies, ce n'est pas la composer de 50 parties lumineuses semblables; c'est dire que cette source lumineuse est capable de donner à la plaque dépolie de l'électroscope un éclat exactement semblable à celui que produirait une bougie, mais en passant par un écran de surface 50 fois plus grande; c'est donc s'en référer simplement à une condition quantitative que l'expérience, grâce à un instrument approprié, constate inclue nécessairement dans l'illumination, c'est-à-dire dans l'exercice de l'énergie lumineuse.

§331). Pour l'électricité, on utilise plusieurs images et analogies pour tenter d'expliquer ses notions fondamentales. L'électricité s'est d'abord manifestée comme une sorte d'énergie mécanique à sens déterminé, soit d'attraction, soit de répulsion, selon les circonstances: ces deux effets fondamentaux ont permis de la fixer comme objet spécial d'étude. D'où la distinction de deux espèces opposées obtenues au moyen de certains corps spéciaux: L'électricité positive développée par frottement sur le verre dépoli; l'électricité négative, obtenue par un bâton de résine. Ces appellations traduisent le fait qu'en s'opposant, ces énergies s'attirent, tandis que chacune repousse un corps électrisé comme elle.

Il était aisé de trouver des aspects quantitatifs à ces faits d'attraction et de répulsion, en utilisant les unités de la mécanique. Ayant constaté que des fils conducteurs parallèles qui «transportent» un courant électrique vont s'attirer ou se repousser, on peut définir l'ampère comme unité de «courant»:

L'ampère est le courant constant qui, si maintenu dans deux conducteurs parallèles de longueur infinie, de section transversale circulaire négligeable et séparés d'un mètre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2x10-7 newtons par mètre de longueur. [Wikipedia, cf. «ampère»]

On peut ensuite définir une sorte «d'unité de masse» électrique, le coulomb, comme étant la quantité d'électricité transportée par un courant de un ampère pendant une seconde. On parle de «masse» au sens de quantité d'énergie, par comparaison avec la masse corporelle, mais la «masse» électrique n'a jamais rien de passif ni d'inerte; c'est simplement un facteur dont le rôle dans le calcul des effets électriques est comparable à celui de la masse matérielle dans le calcul des énergies cinétiques. De même, on parle souvent de «charge» électrique, parce qu'on peut «recueillir» sur un corps électrisé par influence la quantité (ou masse) d'énergie produite, par exemple, par une machine, et la «transporter» sur un conducteur isolé qui se trouvé lui-même électrisé par influence ou contact. Ce ne sont la des métaphores inspirées toujours de la même image de communication de perfection entre agent et patient. Cela ne prouve pas qu'un «fluide» au sens propre est accumulé à la surface du condensateur, pas plus qu'un fluide calorique ne passe du feu dans l'eau chauffée. Nous avons simplement un phénomène de causalité ou d'action corporelle dont on mesure les conditions quantitatives, chaque corps étant capable d'agir et de réagir suivant cette énergie ou qualité spéciale.

On imagine parfois, pour expliquer cette capacité universelle, que tout corps est comme un réceptacle possédant les deux fluides électriques, positif et négatif, en quantité égale, en sorte qu'ils se «neutralisent», c'est-à-dire qu'ils se comportent comme deux forces antagonistes se faisant équilibre. Le corps s'électrise en «cédant» sous l'influence du milieu, une partie de l'un ou l'autre de ces fluides et reste électrisé positivement ou négativement par la prédominance du fluide restant. Image commode qui soutient parfaitement les calculs, mais n'exprime pas nécessairement la réalité, comme le montre son application au «courant».

Si on relie par un fil les deux pôles d'un générateur, par exemple, d'une pile électrique, le fil «transporte» cette énergie électrique, car on peut en déceler les effets sur son parcours; par exemple, il fait dévier l'aiguille aimantée mise à proximité; si on le sectionne et qu'on rapproche les deux bouts, il se produit une étincelle, etc. On dit que le fil est «parcouru» par un «courant électrique», figuré, par analogie avec un débit d'eau, comme le passage d'un fluide ou d'un flux d'électrons. Et cette image a suggéré plusieurs aspects mesurables de l'énergie électrique qui ont permis d'en diriger l'exercice. D'abord, l'importance des effets doit évidemment dépendre de la masse ou quantité transportée. Mais le courant agit à la manière d'une chute d'eau dont l'énergie potentielle est proportionnelle à la hauteur de la chute; cette hauteur est représentée dans le courant électrique par la différence d'énergie positive et négative entre les deux pôles; et l'unité de potentiel ou «volt» désignera l'énergie nécessaire à un ampère pour fournir le travail de 1 joule [°762].

Mais l'activité déployée dépend aussi de la longueur, de la nature et de la grosseur du fil conducteur; celui-ci oppose une résistance au passage du courant et en transforme une partie en chaleur: autre aspect mesurable dont l'unité est l'«ohm», résistance d'un conducteur qui, traversé par un courant de un ampère, dissipe sous forme de chaleur une quantité d'énergie de un joule par seconde (c'est-à-dire de un watt, celui-ci, unité de travail, étant la puissance d'un moteur capable de fournir le travail de un joule par seconde). Toutes ces mesures, on le voit, loin de transformer l'électricité en une masse homogène, divisible en parties rigoureusement semblables, la supposent au contraire partout tout entière présente comme une énergie simple; elles mettent seulement en lumière ses manifestations variées en dépendance de conditions quantitatives, par exemple, en électrostatique, de la surface du corps électrisé, d'où dépend la quantité accumulée; ou en électrodynamique, de la longueur du fil conducteur dont dépend, entre autres conditions, la résistance, etc.

Toutes ces précisions quantitatives explorent, pour ainsi dire, tous les alentours de l'énergie électrique elle-même, sans rien dire de sa nature. Elles lui sont extérieures comme le sujet est extérieur à la perfection qu'il soutient, bien qu'il y ait dépendance et lien nécessaire entre les deux. Leur grande valeur et efficacité vient précisément de ce qu'elles expriment ce lien, en se conformant aux nuances de l'expérience et du réel. Ainsi, malgré le désir de tout ramener à la mécanique, on notera que l'énergie ou tension spécifiquement électrique ne peut s'évaluer en newtons car c'est une qualité spéciale se manifestant par des effets propres [°763]. Aussi définira-t-on simplement le courant électrique comme «une modification dont certains corps dits conducteurs peuvent être le siège, et qui se manifeste par des effets caloriques, magnétiques et chimiques» [°764]. D'ailleurs, pour certains faits, l'image du courant est insuffisante et abandonnée. En télégraphie sans fil, on emploie celle des «ondes» et on en produit ayant jusqu'à 40 et 50 km de longueur. Il serait difficile ici de donner un sens à la notion de «fluide» prise comme réalité [§339 et §346]. Il s'agit d'un autre aspect quantitatif, analogue à celui de la propagation de la lumière: l'aptitude de ces énergies à remplir d'immenses espaces de leur action.

Mais si toutes ces études ne font guère progresser la définition même de cette qualité, qui reste en philosophie une définition purement générique, elles permettent d'en diriger efficacement l'exercice en déterminant les lois quantitatives de ses modes d'action. C'est une application de l'adage baconien: «On ne commande à la nature qu'en lui obéissant» («Natura non vincitur, nisi parendo»).

B) Preuve.

§332) 1. - Valeur générale. Toute perfection finie est capable du plus et du moins en raison du sujet potentiel qui la reçoit et la limite.

Or toute qualité, comme nous la considérons ici, étant un accident , est une perfection limitée reçue dans une substance comme en un sujet potentiel. Cela est vrai des qualités corporelles et même spirituelles.

Donc toute qualité est susceptible de prendre divers degrés d'intensité, ce qui permet, comme nous l'avons montré, de lui appliquer les lois du calcul au sens des nombres ordinaux.

§333) 2. - Mesure indirecte. Toute grandeur mesurable en fonction d'une unité rigoureusement définie dont la valeur reste partout égale à elle-même offre une matière convenable aux sciences mathématiques appliquées et réalise les lois des nombres, en particulier sous forme de relations et d'équations algébriques.

Or les énergies corporelles, grâce à leur lien avec leur sujet quantitatif, offrent des aspects, parfois multiples, mesurables en fonction d'unités rigoureusement définies, au moyen d'instruments appropriés qui mettent en relief, médiatement ou immédiatement, un effet de mouvement local, directement mesurable, comme nous en avons donné de multiples exemples.

Donc, les énergies, surtout dans l'ordre minéral, fournissent légitimement la matière à des sciences physico-mathématiques.

C) Corollaires.

§334) Transformation des énergies. Toutes les énergies, dit-on, peuvent se transformer en chaleur; et la chaleur qui peut être produite par l'énergie mécanique, peut à son tour reprendre la forme d'énergie mécanique et fournir du travail, non pas toute entière cependant, car il y a toujours une «déperdition», un pourcentage qui garde la forme de chaleur. De la sorte, si l'énergie totale de l'univers physique reste constante, elle se «dégrade» néanmoins progressivement et tend peu à peu à se résorber en une chaleur uniforme.

Ce fait d'expérience pose le problème philosophique de la «transformation» d'une énergie en une autre. Cette transformation serait inintelligible, si elle signifiait que telle qualité, l'impulsion motrice par exemple, change soudain de nature pour devenir une autre qualité, par exemple, une énergie calorique; ou celle-ci, une énergie électrique ou chimique; car la différence des effets irréductibles les uns aux autres, comme les physiciens eux-mêmes le constatent, manifeste clairement la distinction spécifique des qualités. Et il ne faut pas oublier que ces qualités ne sont que des accidents, des «puissances» selon lesquelles un composé corporel subsistant agit et se manifeste. La transformation de ces énergies revient donc à un phénomène de causalité efficiente où, par exemple, un sujet chaud devient, sous l'influence du milieu, un sujet électrisé ou se mouvant. Mais cette causalité se comprend sans difficulté lorsqu'on reste dans le même ordre de perfection ou d'énergie, par exemple, lorsque le fer plongé dans l'eau chaude, s'échauffe; l'effet trouve ici sa pleine raison d'être dans sa cause. Il est plus difficile de comprendre, par exemple, comment un fil s'échauffe en recevant du générateur une influence électrique; car l'énergie électrique «électrise» normalement (ce qu'elle fait, d'ailleurs) mais ne chauffe pas. Pourtant cette caléfaction, non seulement est éveillée, mais elle est mesurée par l'action électrique et se comporte envers elle comme un véritable effet physique, en appliquant même la loi d'égalité de l'action et de la réaction, en fonction d'un rapport constant [°765]. On songe spontanément à un aspect sous-jacent qui serait commun aux diverses énergies, ou même en constituerait la vraie nature; et l'on cherche souvent la solution dans l'énergie mécanique, chaque énergie n'étant qu'une forme de mouvement local.

Il semble que cette direction soit la bonne; mais pour maintenir tous les faits d'expérience évidents, non seulement à l'échelle humaine, mais aussi pour les savants avec leurs instruments, il faut sauvegarder la différence spécifique des énergies qui se manifestent, précisément sur les multiples instruments inventés pour les capter et les mesurer, par des effets vraiment irréductibles. Ici encore la vraie solution est donnée par la dépendance foncière de toutes ces énergies vis-à-vis du même sujet quantitatif [§320]. L'identité de ce sujet immédiat où elles s'enracinent, expliquera leur étroite corrélation dans leur exercice et leurs manifestations, sans qu'on soit obligé de les identifier. Il suffit de les concevoir correctement comme des puissances opératives actives, en acte premier, toujours prêtes, pour ainsi dire, à agir lorsque certaines conditions quantitatives sont réalisées, et dans la mesure où elles se réalisent. On peut concevoir, par exemple, que l'énergie électrique produit dans les molécules du fil qu'elle influence un mouvement local; et que ce mouvement soit précisément la condition requise pour que l'énergie calorique, puissance active propre à chaque corps, se mette à agir ou passe à l'acte second par l'échauffement du fil. L'hypothèse mécaniste de l'unité des énergies est sans doute plus simple; mais l'explication que nous proposons a plus de chances d'être vraie, parce qu'elle rend compte de tous les faits d'expérience. Ceux-ci, conclurons-nous, seraient inintelligibles, si on n'admettait pas l'existence de diverses espèces de qualités corporelles appelées «énergies».

Article 4: Les phénomènes corporels en sciences physico-mathématiques

b27) Bibliographie spéciale (Les phénomènes corporels en sciences physico-mathématiques)

§335). Dans les articles précédents, nous avons examiné les phénomènes corporels dans leur sens obvie; d'abord, comme phénomènes au sens large où substance et accidents formant le composé physique total, se manifestent sous tel ou tel aspect; puis en distinguant selon la méthode philosophique le double accident quantitatif et qualitatif, comme affectant le composé physique corporel. Nous reprenons ici le «phénomène au sens large» défini plus haut: «L'être qui se présente d'abord à l'intelligence à travers l'expérience, comme une manifestation spéciale et déterminée, indépendante des autres» [§213]; en nous limitant évidemment au phénomène purement physique, c'est-à-dire «accessible à notre expérience sensible» [§252]. Et même, pour nous restreindre à l'objet des sciences physico-mathématiques, nous parlerons seulement des phénomènes accessibles à l'expérience externe; car les phénomènes psychologiques relevant de l'introspection (qui peut être une expérience intellectuelle autant que sensible) offrent d'autres genres de difficultés résolues ailleurs.

Ces phénomènes corporels ainsi précisés se présentent donc avant la distinction philosophique de substance et d'accident; aussi sont-ils le patrimoine commun de tous les chercheurs, savants ou philosophes. Ils sont le lieu de rencontre où notre méthode philosophique à base inductive, est pleinement d'accord avec la méthode expérimentale des sciences positives modernes. Mais très vite, les deux disciplines se différencient, parce qu'elles prennent des directions propres pour interpréter les mêmes faits. On arrive ainsi à des faits ou des phénomènes décrits avec des précisions techniques qui présupposent pour être bien compris un ensemble de doctrines, thèses démontrées ou lois bien établies; et parfois aussi des théories scientifiques courantes, mais hypothétiques. Ces différenciations sont inévitables, pour les philosophes comme pour les savants, à cause du caractère abstractif de notre raison et de nos sciences, et elles sont donc légitimes; mais elles sont parfois l'occasion de confusions et de malentendus, à cause de l'emploi des mêmes mots, en philosophie et en sciences positives, pour signifier des choses fort différentes.

Aussi est-il bon, avant d'aborder l'étude plus philosophique de la nature des substances corporelles et en particulier des minéraux et de leurs espèces, de préciser le sens du point de vue scientifique moderne. Nous déterminerons d'abord ce qu'il faut entendre par phénomène scientifique; puis le rôle que les savants lui assignent dans leurs expériences et leurs déductions mathématiques. Nous pourrons ainsi utiliser ces faits en philosophie sans courir le risque d'équivoques.

D'où les deux paragraphes de cet article:

1. - Définition du phénomène en sciences physico-mathématiques.
2. - Rôle du phénomène en sciences physico-mathématiques.

1. - Définition du phénomène en sciences physico-mathématiques

Thèse 22. Le phénomène en sciences physico-mathématiques est toute réalité capable d'être observée sous un aspect mesurable. 2) Il comporte diverses étapes à partir des constatations communes et immédiates (phénomène de bon sens) vers des données de plus en plus précisées grâce aux instruments (faits scientifiques techniques).

A) Explication.

§336). Les savants modernes se défendent d'être philosophes et se refusent à résoudre des problèmes comme ceux de l'existence du monde externe et de la valeur de notre expérience sensible qui y saisit des aspects mesurables. Mais il leur est impossible de construire leur science sans prendre position implicitement sur ces questions; et tous le font en effet spontanément, rejoignant nos thèses réalistes exposées jusqu'ici et justifiées en critériologie [°766]. Cependant, lorsque certains d'entre eux soulèvent explicitement ces problèmes, ils sont parfois embarrassés par les théories régnantes, surtout du positivisme, de l'intuitionisme et de l'idéalisme. Aussi notre thèse n'examine-t-elle pas ce que pensent les savants de leur science; mais elle précise d'une façon objective en quoi consiste le phénomène scientifique tel que les savants modernes le manient; et dans les sciences physico-mathématiques, nous disons en général que ce phénomène est une «réalité» ou un objet existant dans la nature indépendamment de la considération de l'esprit; mais à condition d'être mesurable grâce à une unité appropriée, pour être soumis à la loi des nombres.

Ce «phénomène» bloque pour ainsi dire en «un seul tout», trois éléments distincts. a) D'abord, un élément substantiel, car il s'agit toujours, directement ou indirectement de réalités corporelles ou matérielles qui subsistent en soi, bien distinctes et des hommes, et les unes des autres. Cela est spécialement clair en certaines sciences comme la chimie; et si parfois on met l'accent sur les énergies, comme l'électricité, la chaleur, etc., celles-ci apparaissent toujours comme émises et reçues par des corps. b) Ensuite, un élément quantitatif, puisqu'on prend le fait sous un aspect mesurable; la quantité est d'ailleurs, comme nous l'avons dit [§263], l'accident propre générique qu'on retrouve aisément en tout objet corporel. c) Enfin un élément qualitatif, car l'aspect «quantité» étant de soi passif, ne se manifeste jamais seul. Ne serait-ce que sous forme de figure, limitant toute étendue matérielle et signalant son impénétrabilité, tout phénomène physique comporte un aspect qualitatif; et très souvent, lorsqu'il s'exprime comme énergie, c'est cette qualité qui fait son originalité et fonde son rôle spécial.

Mais cette complexité reste implicite, et le phénomène en sciences positives apparaît sous un état de grande abstraction, dû à l'emploi des instruments en fonction des unités de mesure. Comme seul l'aspect quantitatif intéresse le savant moderne, le fait observé a tendance à devenir un simple système de mesures précises; il s'éloigne ainsi de plus en plus du point de vue propre de la physique philosophique qui cherche surtout dans un phénomène une manifestation active d'un «subsistant matériel», d'un corps. À ce point de vue, nous distinguerons le phénomène sous trois aspects (en nous limitant toujours au phénomène physique externe):

1. Le phénomène de bon sens, qui est le fait physique tel qu'il apparaît immédiatement à tout homme attentif; par exemple, la chute d'une pierre, l'arrivée de l'eau par une pompe aspirante; l'adhésion d'une goutte d'eau au doigt mouillé, etc.

2. Le phénomène technique scientifique, qui est le fait décrit au moyen d'un certain nombre de mesures effectuées par des instruments appropriés; par exemple, le fait de la pression atmosphérique de 0,72 m., repérée sur un baromètre; ou de l'attraction moléculaire d'un liquide mesurée à la surface par un «tensiomètre» [°767]; le passage d'un courant électrique de 20 ampères et 15 volts dans un fil, etc. Souvent l'expression même du fait scientifique se réfère à des hypothèses ou théories préalablement élaborées; c'est le cas en particulier des expérimentations méthodiquement montées; où l'on peut souvent distinguer les deux étapes, celle du phénomène de bon sens, et celle du phénomène scientifique; par exemple, si on met en évidence dans la «chambre à détente» de Wilson [°768] les trajectoires d'un «électron» lancé sous tel angle avec telle vitesse calculée en fonction de l'intensité de la source émettrice: ce «fait scientifique» est représenté par une file de gouttelettes minuscules, qu'on peut voir et photographier (fait de bon sens). Il y a évidemment une cause à ce phénomène; mais dire que cette cause est le passage d'un «grain d'électricité», suppose bien des théories qui ne présentent du fait qu'un aspect quantitatif très abstrait.

3. Le phénomène technique philosophique, qui est le fait réel, décrit au moyen de notions élaborées par la réflexion métaphysique ou physique, cherchant les raisons d'être pleinement explicatives; par exemple, l'activité vitale de nutrition, comme accident propre de telle plante, substance individuelle.

B) Preuve.

§337). Toute science se met normalement au point de vue de son objet formel pour démontrer ses conclusions ou établir ses lois.

Or la physique moderne a bien pour champ d'application des réalités corporelles susceptibles du premier degré d'abstraction; et dans ses classifications, par exemple, des divers corps chimiques ou des diverses énergies physiques, elle respecte l'originalité (ou distinction spécifique, implicitement admise) de ces objets divers, comme fer, cuivre, uranium, électricité, etc., tout autant que la Philosophie naturelle; mais elle se propose d'expliquer cette «matière» uniquement en fonction des lois mathématiques qu'il est possible d'y découvrir; son point de vue propre ou son objet formel est ainsi celui des nombres et de la mesure.

Donc les faits d'expérience qui constituent les majeures d'induction en physique moderne, seront les phénomènes sous leur aspect mesurable; l'idéal de cette science sera de réduire ces faits en systèmes de mesures précises à l'aide d'instruments (faits techniques).

C) Corollaires.

§338) 1. - Légitimité des sciences physico-mathématiques. Le caractère quantitatif de toute substance matérielle et la soumission de toute activité corporelle à certaines conditions quantitatives [§320 et §329, sq.] fournit une base solide à l'entreprise des sciences physiques modernes d'expliquer la nature par un réseau de lois mathématiques; et la fécondité des applications pratiques de ces lois est une preuve décisive de leur vérité. Cette science est donc pleinement légitime. Mais elle ne prend qu'un aspect du réel en faisant abstraction des autres: il faut affirmer à la fois sa valeur et ses limites.

C'est donc une prétention arbitraire et une erreur de considérer cette science physico-mathématique comme l'unique science légitime du monde matériel ou comme épuisant son intelligibilité. Les autres aspects du monde corporel, ceux de substance et des qualités que la Philosophie naturelle considère de son côté, sont également réels et demandent aussi une explication. C'est en partant de cette supposition erronée que certains modernes, comme E. Meyerson, trouvent dans l'univers physique, à côté des lois expliquées scientifiquement, ce qu'ils appellent des «données irrationnelles» qui s'imposent au savant, mais qui sont réfractaires à toute intelligibilité mathématique. Ces «irrationnels», comme par exemple, les effets irréductibles des diverses énergies, électrique, magnétique, calorique, etc., sont précisément des aspects ontologiques, pleinement accessibles à la méthode philosophique. Ainsi ces deux sciences physico-mathématique et philosophique, sont complémentaires et doivent s'entr'aider pour expliquer totalement le réel physique.

§339) 2. - Faits scientifiques et Philosophie de la nature. La philosophie ne cherchant que les explications les plus universelles relevant des causes profondes, peut souvent se contenter, comme base de ses inductions, des phénomènes de bon sens, en cette première étape où ils s'imposent également à tout penseur. C'est le cas en particulier de la métaphysique. Mais en Philosophie naturelle, bien que les thèses les plus fondamentales puissent encore se fonder sur de tels faits, il convient d'aborder des problèmes plus spéciaux [°769] où ces premières constatations ne suffisent plus et où se présentent les innombrables faits accumulés par les sciences modernes. Mais ces faits techniquement élaborés du seul point de vue mathématique, ne peuvent servir tels quels à résoudre des problèmes spécifiquement philosophiques; car à cette deuxième étape, ils font précisément abstraction du point de vue ontologique qu'il s'agit de considérer et d'interpréter en philosophie. Ce point de vue s'y trouve sans doute. En le laissant de côté (par abstraction), le vrai savant ne le nie pas. Mais pour l'y découvrir, il faut reprendre toute l'expérience, remonter à travers les lois et les théories présupposées; en discernant par une critique avertie les faits avérés et les interprétations hypothétiques non évidentes; jusqu'à retrouver d'abord les constatations de bon sens, pour leur faire subir ensuite l'élaboration philosophique convenable. Le résultat de cet effort sera un «fait philosophique» nouveau, capable de corroborer les anciennes thèses et, parfois, de faire progresser l'interprétation philosophique, certaine ou du moins probable, du monde physique.

§340) 3. - Problème de l'individu minéral. Ce problème nous offre un bon exemple de phénomènes techniques scientifiques qu'il s'agit de réinterpréter pour en tirer des phénomènes techniques philosophiques.

L'individualité est d'abord une notion de bon sens qui désigne tout être suffisamment un et indépendant pour se distinguer des autres et agir pour son propre compte. En ce sens, elle est tout aussi inévitable et commune que la notion d'être; et les physiciens en usent constamment. Ainsi, l'énoncé de toutes leurs lois, par exemple, en mécanique et en chimie, serait inintelligible, si les antécédents et conséquents mis en rapport n'étaient pas conçus comme des individualités agissantes. HCl + Na = NaCl + H. Cette formule de réaction suppose que les atomes ou molécules d'acide chlorydrique et de sodium sont des individualités agissantes, produisant d'autres individualités distinctes: les molécules ou atomes de chlorure de sodium et d'hydrogène. Mais le savant moderne se contente de cette notion de bon sens qui lui suffit pour soutenir ses notations précises de mesures observées dans les divers phénomènes physiques. Le philosophe au contraire élabore cette notion, d'abord en logique en l'opposant aux divers universaux [§84]; et surtout en métaphysique et en Philosophie de la nature. L'individu est le premier sujet substantiel nécessaire pour rendre intelligible les phénomènes [§207]; il se manifeste en psychologie par le moi pensant [§627]; et il pose le problème de la distinction numérique et de la personnalité, où l'on en donne la pleine explication [§846 et §850]. Fondées sur ces bases très larges, la notion philosophique prend un sens très clair; et si nous l'appliquons aux minéraux, l'individu désigne «l'élément corporel substantiel formant un tout un par soi», et capable comme composé physique subsistant [§195 et §212] de se distinguer de tout autre par son extension et ses qualités ou énergies propres. Comme nous l'avons prouvé, en effet, il est impossible qu'un phénomène existe sans sujet substantiel [§209]. Ainsi tout phénomène étudié en science physico-mathématique suppose un corps ou un ensemble de corps doués d'individualité. À première vue, ces individus corporels sont les masses matérielles suffisamment cohérentes pour s'opposer et s'exclure, comme deux barres de fer, deux lingots d'or, etc. Mais que dire de masses liquides ou des gouttelettes d'un brouillard? N'est-ce pas plutôt la molécule d'eau, de fer, etc. qui constitue l'individu; et même dans les corps composés, l'atome, ou en celui-ci, les éléments que la désintégration en fait sortir? Les faits posent un problème que peut tenter de résoudre la philosophie.

Or les «faits scientifiques» très précis accumulés par la physique moderne et qui, en apparence, répondent à ce problème, sont dans leur énoncé technique, totalement inapte à le résoudre, parce que, bien compris, ils font complètement abstraction (sans le nier d'ailleurs) du sujet corporel dont il est précisément question. Déjà les théories chimiques sur les atomes et les molécules, quoique plus proches du point de vue philosophique, laissent de côté des aspects importants du réel. Mais c'est le cas surtout en physique contemporaine avec la théorie des quanta et la mécanique ondulatoire de L. de Broglie. Ces théories sont une magnifique réussite scientifique, mais elles n'usent que de faits purement techniques. On dira par exemple, que l'énergie lumineuse est constituée par des «grains d'énergie» appelés «photons», et le phénomène électrique par des grains d'électricité, appelés «électrons»; et pour illustrer la synthèse déjà réalisée de nombreuses lois physiques et chimiques, on suggérera l'hypothèse que toute matière (à commencer par l'atome d'hydrogène, le plus léger de tous, qui servirait à construire tous les autres), serait constituée par une condensation de semblables grains d'énergie électrique; en distinguant cependant les «négatons» et les «positons», à cause des effets jusqu'à maintenant reconnus irréductibles des deux électricités, négative et positive. À première vue, ces «grains» semblent bien répondre à l'idée d'individus matériels; mais on leur associe maintenant une «onde» qui exclut cette interprétation. Voici en effet le sens de la théorie.

Si l'on observe, par exemple, les phénomènes produits par la lumière en diverses circonstances données, on doit les classer en deux catégories. Les uns ne sont intelligibles que si la lumière est conçue comme un corpuscule agissant à la façon d'un individu corporel; ainsi l'effet photoélectrique où un rayon lumineux de courte longueur d'onde, même d'intensité très faible, en irradiant une plaque de métal, lui fait émettre de l'électricité négative; les caractères de ce fait contredisent la théorie des ondes [°770]. D'ailleurs, le progrès de l'observation à l'échelle microscopique a montré que les variations de l'énergie ne se produisent pas d'une façon continue, mais par sauts brusques et de valeur constante appelés «quanta», ce qui suggère l'hypothèse de la «structure discontinue» ou «granulaire» des énergies. Mais d'autres phénomènes de la même lumière ne sont à leur tour intelligibles que si on conçoit l'énergie comme une «onde» se répandant dans l'espace en un champ d'influence plus ou moins vaste, où disparaît toute notion de corpuscule individuel; par exemple, les phénomènes de «diffraction» observés dans une lunette astronomique [°771], dont les caractères excluent l'idée de photons; ou encore, l'interférence obtenue derrière un écran percé de deux trous (dispositif d'Young), etc. Et la même dualité s'observe pour les phénomènes produits par l'électricité [°772]. Il est clair que ces deux expressions, onde ou corpuscule, ne sont que deux images soutenant la représentation mathématique de phénomènes décrits au moyen de mesures précises fourmes par des instruments, en sorte que certains instruments utilisés pour telle expérience (par exemple, celle de la diffraction des électrons sur les cristaux) exige l'image d'onde; tandis que d'autres instruments en d'autres expériences (par exemple, celle de la désagrégation du noyau d'uranium par «bombardement» d'électrons) exige l'image de corpuscules. Ces images suggèrent sans doute des interprétations ontologiques; mais une seule des deux est insuffisante, et on ne peut admettre les deux à la fois sans se contredire. La synthèse se fait admirablement dans les calculs mathématiques. Elle est impossible sans absurdité pour les deux «hypothèses» également suggérées. C'est que les phénomènes techniques scientifiques dont parlent les savants sont pleinement indépendants des images ou hypothèses qui les sous-tendent; et peu importe que celles-ci soient cohérente ou non; elles sont hors du domaine proprement scientifique. Rien ne montre mieux l'impossibilité d'utiliser directement de tels «faits scientifiques» pour résoudre un problème philosophique, comme celui de l'individu minéral.

Pour en tirer un «fait philosophique», il faudrait d'abord remonter au phénomène de bon sens qui y est inclu. Ainsi, en toute observation concernant les énergies appelées, «phénomènes lumineux, électrique», etc., on ne trouve jamais l'énergie isolée, mais toujours un corps chimique déterminé comme source, et un autre comme sujet recevant l'influence. Par exemple, dans l'effet photoélectrique, on recueillera la lumière très faible venant de telle étoile et impressionnant une plaque de plomb qui émet à son tour (par réaction) une énergie électrique. Mais le fait ainsi vu n'a plus d'importance spéciale pour résoudre notre problème. Il en pose plutôt un autre qu'il faudrait d'abord résoudre: celui de l'action à distance. Nous avons montré qu'elle exigeait un intermédiaire physique [§324]; mais celui-ci, pour la lumière, peut être conçu de deux façons: ou à l'aide d'un milieu tel que l'éther, ce qui s'harmonise bien avec l'hypothèse des ondes; ou à l'aide d'un corpuscule émis, ce qui est la théorie des photons. Car il ne semble pas impossible, comme nous l'avons montré [§292], de concevoir le mouvement de corpuscules matériels porteurs d'énergie, comme la lumière, venant par exemple, d'une étoile à travers un vide réel, et parcourant une distance réelle et mesurable, de sa source jusqu'à la plaque de plomb. Or chacune de ces hypothèses a ses avantages et ses inconvénients; mais elles sont difficilement conciliables et les faits jusqu'ici observés ne semblent démontrer avec certitude l'existence réelle ni de l'éther comme corps spécial, ni du photon ou de l'électron comme substance corporelle spéciale qui devrait n'avoir comme propriété (ou accident propre), outre une certaine masse, que tel degré défini d'énergie, soit électrique, soit lumineuse. Car de telles réalités n'ont pas encore été «isolées»; leur petitesse extrême s'y oppose. Et y réussirait-on, il faudrait encore démontrer qu'elles ne comportent aucune autre propriété que la lumière dans le photon et l'électricité dans l'électron, ce qui est très invraisemblable. Manifestement, ces appellations ne sont que des vues abstraites prises par le savant dans un phénomène complexe qu'il faut reconstituer avec tous ses éléments pour en faire une utilisation philosophique.

Concluons que tous les faits si précis maniés par la mécanique ondulatoire, malgré les apparences, ne résolvent nullement le problème de l'individu minéral et ne font pas avancer la solution d'un pas; car les admirables déductions mathématiques où ils entrent et qui permettent de découvrir et d'utiliser les énergies formidables des atomes, laissent précisément de côté les aspects du réel qui permettrait de résoudre le problème philosophique.

La thèse suivante nous suggérera d'autres remarques semblables.

2. - Rôle du phénomène en sciences physico-mathématiques

Thèse 23. Le phénomène technique scientifique joue un triple rôle dans la science physico-mathématique: 1) Le rôle de définition phénoménologique partielle. 2) Le rôle d'antécédent nécessaire dans les lois empiriques qui règlent l'exercice des énergies corporelles. 3) Le rôle de contrôle expérimental pour vérifier les déductions mathématiques ou les lois dérivées obtenues par ces déductions.

A) Explication.

Cette thèse ne comporte pas de démonstration proprement dite, mais seulement une explication suggérée par l'examen de la physique moderne.

§341) 1. - Rôle de définition. On peut appeler «définition phénoménologique» la détermination par une description la plus exacte possible, d'un phénomène tel qu'il apparaît à l'intuition. C'est donc une forme de la définition descriptive [§33], celle dont l'objet est précisément le «phénomène» au sens donné à ce mot par l'école phénoménologique, le fait saisissable immédiatement sous tous ses aspects [PHDP §530, D]. Il s'agit bien de tels faits en sciences expérimentales; et les précisions des mesures fournies par les instruments, quand on parle de «faits techniques» réalisent les conditions d'une définition.

Cependant, en sciences physico-mathématiques, la description du phénomène n'est pas complète. Elle subit toujours deux restrictions:

a) D'abord, elle laisse de côté l'aspect subjectif, et ne prend que le fait purement objectif, le phénomène physique seul, tel qu'il se présente dans la nature; en notant d'ailleurs que le savant fait spontanément confiance à ses sens et à ses instruments, même quand ceux-ci atteignent la complexité d'un microscope électronique.

b) Et surtout, dans cet objet externe, la description scientifique ne relève qu'un aspect: celui qui se prête aux mesures; mais en multipliant celles-ci de toutes les façons possibles, pour mieux préciser le phénomène.

Ainsi la définition obtenue a bien la grande valeur de réalisme que possède toute description phénoménologique, mais elle reste partielle. Elle donne un aspect authentique de la nature, mais elle omet tout ce qui regarde les caractères substantiels ou qualitatifs; elle se borne aux caractères quantitatifs. Un corps chimique, par exemple, le fer ou l'hydrogène, sera un groupe lié de poids spécifique, d'affinité chimique en proportions définies, de propriétés physiques précises, température critique de fusion, d'évaporation, etc.; bref, un groupe de propriétés quantitativement déterminées par des mesures précises. En physique moderne, tout corps est un «fait» et tout fait est un groupement spécial de mesures imposé du dehors par l'expérience.

Il s'ensuit que ces définitions dépendent explicitement des moyens d'investigations mis en oeuvre pour préciser le fait, et elles peuvent varier et se perfectionner avec le progrès des instruments d'observation ou de mesure. Si elles concernent un corps, elles n'en disent pas l'essence intelligible et immuable, mais elles en décrivent les mesures qu'il nous a été possible d'en prendre. Et cette remarque vaut universellement pour tout phénomène considéré en physique moderne. On peut dire avec Maritain, que ce phénomène est défini comme «une possibilité permanente de vérification et de mensuration» [°773]. Par exemple, lorsque la mécanique classique établit les lois des forces, elle définit le sujet de ces forces comme un point matériel, censé doué de masse et d'énergie motrice, mais sans étendue, celle-ci étant négligeable pour l'exactitude des lois: c'est un bel exemple de définition partielle qui est une simple vue abstractive sur le réel. Cette vue peut être valable pour des objets appropriés, c'est-à-dire à l'échelle humaine. Mais il ne faut pas s'étonner qu'en passant à l'échelle atomique, ces lois ne s'appliquent plus complètement, parce que certains aspects dont on faisait abstraction et qui n'avaient pas d'influence dans le premier cas, peuvent en avoir dans le second; par exemple, ce qui était une accélération continue à grande échelle deviendra un accroissement discontinu d'énergie selon la règle des quanta. À plus forte raison de telles corrections seraient-elles indispensables pour utiliser au point de vue philosophique ces phénomènes équivalents à des définitions partielles.

§342) 2. - Rôle d'antécédent nécessaire. Rappelons d'abord qu'on trouve en science expérimentale deux sortes de lois: les lois empiriques obtenues par induction à partir des faits, mais non encore rattachées les unes aux autres pour former un tout intelligible; - et les lois dérivées [§114] obtenues par déduction à partir de quelques principes ou lois plus générales qui jouent le rôle de raisons d'être unificatrices et explicatives de l'ensemble de la science. Le phénomène scientifique intervient dans l'une et l'autre de ces lois.

Les lois empiriques d'abord, sont un résultat de la méthode expérimentale qui repose, comme nous l'avons dit, sur le déterminisme de la nature [§114]. En vertu de ce principe, dès qu'on observe un phénomène nouveau, tout savant est convaincu qu'il faut le rattacher à un phénomène préalable bien déterminé, en sorte qu'en posant celui-ci, on pourra reproduire à volonté le nouveau fait et ainsi le dominer; par exemple, ayant observé la radioactivité spontanée du radium, les physiciens ont cherché, et avec succès, les conditions d'apparition de ce phénomène, pour le reproduire même en d'autres corps.

Mais en imprégnant de plus en plus leurs recherches de lumière mathématique, les physiciens ont, non seulement décrit le phénomène nouveau sous forme d'un ensemble de mesures précises, mais ils ont aussi proposé comme hypothèse à vérifier [°774] un groupe défini de conditions quantitatives d'où pourrait dépendre l'apparition du fait nouveau; par exemple, la radioactivité a été attribuée à un état de tension électrique dépendant de conditions de chaleur, charge électrique, poids et composition atomique numériquement déterminés. Bref, l'antécédent apparaît comme un système de mesures prises sur un groupe d'énergies que l'expérience montre liées entre elles en tels corps. Un tel antécédent réalise, on le voit, le phénomène scientifique techniquement élaboré du point de vue mathématique.

Ainsi, à strictement parler, les phénomènes étudiés en physique moderne, soit définis comme distincts les uns des autres, soit mis en rapport comme antécédents et conséquents pour établir leurs lois de succession nécessaire, ne sont plus des réalités substantielles ou des corps doués de propriétés spécifiques et multipliables en individus distincts, ce sont des groupements stables de phénomènes quantitatifs, ou plutôt d'énergies représentées par leurs aspects mesurables, selon diverses conditions quantitatives ingénieusement mises en lumière par de multiples instruments. Évidemment cet objet spécial était pleinement adapté à l'établissement des lois mathématiques qui se présentent sous forme d'égalité ou d'équation, et où l'on retrouve dans le conséquent exactement la même valeur quantitative que dans l'antécédent, cette identité n'étant que l'expression du principe fondamental de la conservation de la matière ou de l'énergie. De là, par exemple, l'écriture courante de toutes les réactions chimiques et la réduction en formules des lois physiques. Grâce à cette permanence ou identité matérielle, de telles lois tendent puissamment à réaliser l'idéal de la méthode mathématique qui, avons-nous dit [§107], ne considère pas les causes extrinsèques, efficientes et finales, mais les seules causes intrinsèques ou causes formelles. On semble y passer constamment du même au même, mais en en explicitant de plus en plus les virtualités. La matière conçue comme source d'énergies, multiples sans doute, mais universellement interchangeables par transformations mutuelles selon des lois fixes, apparaît comme une cause formelle unique dont chacun des phénomènes physiques devient un effet formel qui en découle nécessairement [§220], en sorte que tout l'effort de la science est de découvrir ce lien ou ces lois qui soudent en un réseau harmonieux tous les phénomènes de la nature.

Il y a pourtant une différence entre cet idéal des sciences physico-mathématiques et l'idéal des mathématiques pures, géométrie ou algèbre, par exemple. En celles-ci, l'objet considéré jouit d'une pleine unité, mais idéale et abstraite, car c'est le monde des possibles, figures ou nombres avec leurs lois essentielles et immuables. En physique au contraire, l'objet considéré est un ensemble d'êtres réels, de corps distincts réellement les uns des autres, non seulement comme individus, mais aussi spécifiquement, semble-t-il [§366, sq.] et doués de propriétés quantitatives et surtout qualitatives propres très diverses et irréductibles les unes aux autres. Qu'un tel ensemble soit devenu un objet homogène, analogue à celui des mathématiques, c'est uniquement par abstraction, en y considérant à part les seules conditions quantitatives. Cette abstraction est légitime et féconde: «Abstrahentium non est mendacium». Elle exprime un aspect authentique du réel, mais un aspect seulement, les autres aspects relevant de l'explication philosophique [°775].

On comprend ainsi que le savant moderne cherche à découvrir au sommet des phénomènes physiques, sinon une seule loi dominatrice, du moins un petit nombre de lois mathématiquement formulées, appelées les «équations fondamentales». Au point de vue de l'objet propre des sciences physico-mathématiques, ces équations représentent le principe d'intelligibilité suprême, analogue aux définitions et théorèmes fondamentaux de la géométrie; c'est le point de départ des démonstrations parfaites [°776] qui, en rattachant déductivement les unes aux autres toutes les lois particulières déjà connues ou encore à découvrir, les transforment en lois dérivées et constituent la physique en science positive parfaite. Mais en cette nouvelle phase, le phénomène scientifique a encore un rôle à jouer.

§343) 3. - Rôle de contrôle expérimental. La preuve décisive de l'existence d'une loi en science positive reste toujours l'application de la méthode expérimentale et spécialement de l'expérimentation menée avec toute la rigueur désirable [§122]. Si donc il s'agit de lois empiriques ainsi démontrées, le simple fait de réussir à les rattacher déductivement aux équations fondamentales, selon les règles de l'analyse mathématique, les haussera au rang de lois dérivées. Mais souvent la déduction mathématique (qui, à partir des résultats acquis, se développe à priori, indépendamment de l'expérience) conduit à des conclusions qui expriment de nouveaux rapports nécessaires entre phénomènes antécédents et conséquents représentés par les deux membres de l'équation, c'est-à-dire de nouvelles lois dérivées, mais non encore observées. Aussi ces lois sont-elles d'abord considérées comme des hypothèses qu'il s'agit de vérifier par expérimentation.

Le phénomène technique scientifique sera donc ici un fait provoqué; et son rôle sera décisif, ou pour démontrer la loi, s'il se réalise selon toutes les prévisions; ou, s'il ne se réalise pas, pour susciter un remaniement général de la synthèse des lois dérivées.

Pour bien comprendre qu'un tel remaniement soit possible, il faut noter que la synthèse, d'ailleurs partielle, précédemment élaborée, n'était pas purement mathématique; elle comprenait inévitablement des éléments de théorie ou hypothèse au sens large, sorte de soutien imaginatif permettant d'appliquer les lois des nombres aux phénomènes ou énergies physiques. Par exemple, en observant la lumière, on se la représente d'abord spontanément sous forme de rayon émis par une source, et l'on a pu calculer la vitesse de propagation de ce rayonnement et plusieurs de ses lois, de réflexion, de réfraction, etc. Mais bientôt d'autres phénomènes lumineux ont suggéré l'image de l'ondulation et les découvertes à ce point de vue ont été si fécondes qu'elles ont permis d'unifier, en les rattachant à quelques équations, non seulement toutes les lois de la lumière, y compris celles du rayonnement, mais beaucoup d'autres phénomènes physiques d'électricité, de magnétisme et de chaleur. Si l'on s'en tient au pur formalisme mathématique, la synthèse ainsi établie est définitive, car aucun fait naturel ne pourra jamais la contredire, puisqu'elle se borne à unifier un ensemble de lois déjà démontrées. Mais si l'on considère aussi l'image suggérée, image souvent féconde en lois nouvelles possibles, et ainsi beaucoup plus vaste comme synthèse, on n'a plus qu'une hypothèse qui n'est ni démontrée, ni même démontrable par les méthodes scientifiques, car elle se place sur le terrain ontologique dont fait précisément abstraction la science physico-mathématique; par exemple, l'hypothèse des ondulations de l'éther qui sous-tend la magnifique synthèse de tant de lois à partir des équations fondamentales de Maxwell, suppose l'existence de ce corps pondérable; et, d'autre part, la fameuse expérience de Michelson, basée sur l'hypothèse de cette existence, donne un résultat négatif; d'où l'abandon de l'éther par la nouvelle synthèse proposée par Einstein. Évidemment l'unification mathématique de ce dernier ne contredit en rien celle de Maxwell; et elle l'embrasse comme partie intégrante d'un ensemble plus vaste. Tout le bouleversement s'est opéré dans le domaine des hypothèses, extérieures à la vraie science. Il en fut de même à propos de certains phénomènes lumineux déjà signalés, comme l'effet photoélectrique, inintelligible dans l'hypothèse des ondes; ils ont suggéré la nouvelle synthèse de la mécanique ondulatoire.

Tel est le rôle décisif de contrôle, joué par le phénomène scientifique.

B) Corollaires.

§344) 1. - Sens et valeur du déterminisme en sciences positives modernes. Le déterminisme, avons-nous dit [°777] est indispensable à toute science positive comme fondement des lois, celles-ci étant précisément l'expression d'une dépendance mutuelle entre deux phénomènes, l'antécédent et le conséquent. Mais on peut noter dans l'usage constant de cette notion en science moderne, plusieurs étapes apportant chacune des nuances à la signification du terme et progressant vers la conception synthétique des sciences physico-mathématiques, comme vers un idéal.

1. La 1re étape, toute proche encore des thèses de la Philosophie naturelle, considère les deux phénomènes, antécédent et conséquent, comme soutenus réellement par deux substances (ou deux groupes de substances) corporelles, agissant et réagissant l'une sur l'autre dans l'ordre de la cause efficiente. Le problème à résoudre est avant tout celui de l' existence d'une cause propre immédiatement explicative (comme cause prochaine) de tel effet déterminé; par exemple, cause explicative de l'élévation d'un liquide dans le vide, à savoir, poids de l'atmosphère.

2. La 2e étape en restant encore dans le domaine de la cause efficiente insiste sur les aspects quantitatifs, déterminés par des mesures précises et qui se correspondent exactement dans l'antécédent et le conséquent; par exemple, la hauteur de l'élévation dans le vide est proportionnelle à la densité du liquide. Cette 2e étape a fourni, en particulier, toutes les équations de la chimie où les combinaisons s'accomplissent selon des proportions numériquement définies, en sorte que le poids du composé égale toujours la somme des poids des composants. L'antécédent et le conséquent peuvent encore aisément s'interpréter comme sujets substantiels, doués d'activités et de propriétés mesurables; tels les corps, avant et après la réaction chimique; mais on insiste sur l'équivalence de ces aspects quantitatifs et on laisse de plus en plus dans l'ombre la distinction substantielle de l'antécédent et du conséquent comme agent et patient.

3. À la 3e étape, on considère avant tout, comme antécédent et conséquent, les énergies corporelles, traduites en systèmes de mesures appropriées à chacune d'elles; et, en étudiant leur interaction, on fait ressortir leur équivalence, et, pour ainsi dire, leur identité obtenue par transformation suivant des lois définies, comme nous l'avons dit [§334]. Par exemple, on établira l'équivalence quantitative entre un courant électrique déterminé, soit de 10 ampères et 5 volts, avec l'énergie chimique des éléments d'une pile de Volta en telle quantité et tel temps déterminé. Ainsi la loi scientifique se soucie de moins en moins des sujets substantiels des phénomènes qu'elle relie. Son but d'ailleurs n'a jamais été d'en déterminer la nature, ce problème étant laissé à la philosophie; et elle pouvait donc, sans dommage pour sa valeur, s'en désintéresser. Mais dans les premières étapes, les deux phénomènes pris comme antécédent et conséquent correspondaient encore assez bien à cause efficiente et effet, au sens philosophique. À partir de cette troisième étape, la correspondance disparaît progressivement.

4. À la 4e étape, elle est complètement disparue et l'on passe du point de vue de la cause efficiente à celui de la cause formelle. Ici, en effet, l'antécédent et le conséquent sont réduits à des phénomènes scientifiques techniquement élaborés du seul point de vue mathématique; et grâce au principe de la conservation de l'énergie, la loi qui exprime leur lien nécessaire et réciproque (au nom du déterminisme) peut toujours se traduire en équation algébrique. Cette conception appliquée à l'étude des phénomènes du règne minéral, a trouvé plein succès et elle a permis aux sciences physico-mathématiques de réaliser de magnifiques synthèses, de plus en plus vastes où les lois, d'abord empiriques, sont passées au rang de lois dérivées à partir de quelques équations fondamentales. Mais il n'est plus possible de retrouver l'agent et le patient dans l'antécédent et le conséquent, sans un profond remaniement des données. Par exemple, on établira qu'un courant électrique précis, mettons de 10 ampères et 15 volts, se transforme (en partie du moins) en tel nombre de calories qu'une loi permet de calculer. Le «phénomène électrique» comme antécédent et le «phénomène calorique» comme conséquent sont bien équivalents ou identiques quant à la quantité d'énergie mesurée des deux côtés par des instruments appropriés; mais ni l'un ni l'autre n'est un composé subsistant (ou sujet substantiel) capable de jouer le rôle d'agent ou de patient dans une action ou réaction de l'ordre de la cause efficiente. Pour le savant, ce sont deux formes d'énergie parfaitement équivalentes selon ses mesures et dont la nature échappe par définition à sa science; il émettra à leur sujet diverses hypothèses ou théories dont le rôle se bornera à lui suggérer d'autres lois et à construire une synthèse mathématique. À la limite, il pourra même supposer que toutes ces énergies s'identifient dans leur fond et constitue l'«essence» de la matière, faisant ressortir par cette «hypothèse» l'aspect d'effet formel que prennent toutes les lois dérivées par rapport à leur principe. Le philosophe, au contraire, constatant deux énergies, remontera d'abord au phénomène de bon sens, et retrouvera un ensemble de «sujets»: D'abord, le générateur de l'énergie électrique qui sera, par exemple, une pile formée de corps déterminés; puis, le fil de cuivre recevant comme patient l'influence du générateur qui l'électrise; et lui-même devient agent en produisant dans l'air ou les corps ambiants une influence calorique. Tous ces éléments ontologiques, négligés par la loi physico-mathématique, reviennent au premier plan et ramènent le phénomène dans le domaine des causes efficientes mais en posant de nouveaux problèmes que les savants n'ont pas résolus par leurs lois [°778].

5. La 5e étape serait l'application universelle et exclusive (du moins dans le monde minéral) des lois de forme mathématique, en sorte que tout phénomène physique, décrit quantitativement par un ensemble de mesures précises, devienne simplement une manifestation de l'unique énergie multiforme dont il serait possible, grâce au réseau des lois dérivées, d'épuiser les ramifications en tous les sens dans la nature, comme on épuisé les propriétés des figures, à partir des définitions, dans la série des théorèmes géométriques. Ce serait le triomphe du déterminisme de la nature interprété dans l'ordre de la cause formelle, reliant toutes les formes d'énergie à une même source. Mais l'effort vers cet idéal n'a pas eu le même succès et il a conduit au contraire à une crise du déterminisme [§346].

§345). Il est clair qu'à ces diverses étapes, le déterminisme prend un sens assez différent. Pour en justifier la valeur en le ramenant, comme nous l'avons fait, à une cause nécessaire [§256], il faut le prendre dans l'ordre des causes efficientes à la 1re et 2e étapes. C'est ainsi d'ailleurs que l'utilisent encore les sciences moins mathématisées, au degré de l'ordre vital (biologie, zoologie, anthropologie avec la psychologie et la sociologie).

Quant au déterminisme compris sous forme d'effet formel, il ne peut se justifier philosophiquement qu'en excluant toute interprétation ontologique; (celle-ci d'ailleurs n'est jamais présentée par les vrais savants que comme hypothèse au sens large ou théorie générale, radicalement incapable d'atteindre la valeur de vérité d'un fait ou d'une loi). En effet, cette hypothèse fondamentale de l'unité ontologique de toutes les énergies physiques supposées identiques avec la matière elle-même, est en contradiction avec deux conclusions évidentes, démontrées plus haut par la méthode philosophique; savoir a) l'existence de qualités corporelles réellement distinctes entre elles et de la quantité [°779], et b) l'existence nécessaire en tout phénomène physique d'un subsistant corporel agissant par ses énergies réellement distinctes de lui, à titre de propriétés accidentelles [°780].

Mais le déterminisme de la nature, en tant qu'il fonde les lois physiques même les plus mathématisées, ne requiert nullement la vérité de cette hypothèse. Car pour expliquer parfaitement ce lien mutuel et nécessaire qui rend pour ainsi dire tous les phénomènes scientifiques interchangeables, il suffit de noter deux choses: a) D'une part, toute apparition d'un nouveau phénomène met inévitablement en jeu, directement ou indirectement, un agent physique qui le produit à titre de cause nécessaire, ce qui explique la réciprocité de dépendance. b) D'autre part, toutes les énergies corporelles sont intrinsèquement soumises à des conditions quantitatives, ce qui explique leur pleine équivalence à ce point de vue [§334]. Puisque toute la valeur des lois mathématiques et des synthèses mathématiques qui les unifient est sauvegardée en maintenant nos thèses philosophiques, la saine méthode scientifique demande de faire céder ce qui n'est qu'hypothèse à des vérités démontrées par ailleurs.

§346) 2. - L'indéterminisme en mécanique ondulatoire. «Nous sommes amenés, écrit Louis de Broglie, à abandonner l'idée traditionnelle d'un déterminisme rigoureux des phénomènes physiques observables, pour lui substituer l'idée beaucoup plus souple d'un simple lien de probabilité entre ces phénomènes» [°781]. Malgré les apparences, cette assertion ne nie aucunement la nécessité absolue du déterminisme, tel que nous l'avons défini, pour fonder toutes les lois de sciences positives, y compris celles où règne le probabilisme en question; mais elle marque, en ce dernier domaine, les limites d'efficacité des lois physico-mathématiques.

Notons d'abord que le déterminisme peut se prendre en deux sens, du côté de la nature, ou du côté du savant. Dans la nature, il est le lien nécessaire entre les phénomènes; pour le savant, il est le moyen de prévoir et de produire à coup sûr un conséquent à partir d'un antécédent bien connu. Louis de Broglie, comme beaucoup de modernes, se met toujours au second point de vue, estimant qu'un phénomène physique qu'il nous est impossible d'atteindre par nos instruments et nos mesures est, pour nous, inexistant. Si donc, à un moment donné, nos lois scientifiques les mieux démontrées et les mieux rattachées par déduction mathématiques aux équations fondamentales, ne nous permettent plus de prévoir à partir de tel antécédent, l'existence certaine et précise de tel phénomène conséquent, mais nous donnent seulement la probabilité plus ou moins grande de son apparition, nous dirons qu'il faut admettre en ces lois un certain indéterminisme.

C'est précisément ce qui arrive en mécanique ondulatoire. Cette théorie, comme nous l'avons dit [§340], considère uniquement les phénomènes les plus techniquement élaborés en science physico-mathématique; et elle réussit a synthétiser parfaitement, du point de vue mathématique, deux hypothèses inconciliables au point de vue ontologique [°782]. Or, dans une loi, le phénomène prévu comme conséquent nécessaire est habituellement décrit en fonction d'une hypothèse ou théorie adoptée pour soutenir par son image l'observation et l'expérimentation. Par exemple, on parlera comme antécédent du «faisceau lumineux» décrit comme un train d'ondes dont on déterminera la fréquence et la longueur pour prévoir un phénomène conséquent d'interférence. Si l'intensité de la lumière est très faible, on dira, en passant à l'autre hypothèse que les «photons» arrivent un à un (antécédent) pour produire l'effet photoélectrique, phénomène conséquent intelligible seulement en théorie des photons. Et il arrive précisément qu'en montant une expérience pour vérifier une loi du premier point de vue (ondes) on laisse dans l'indétermination le second point de vue (photon) et réciproquement. On a même démontré que cette indétermination semble irrémédiable [°783] et définitive, parce qu'elle tient, non à l'imperfection de nos instruments, mais à la position même du problème. Par là, s'introduit dans la loi, un certain indéterminisme, du côté du savant, c'est-à-dire une impuissance à préciser d'une façon certaine, en partie du moins, le résultat que donnera la position de tel antécédent. Par exemple, dans l'expérience des «trous d'Young», l'antécédent lumineux conçu sous forme d'ondes permet de prévoir exactement l'effet d'interférence: pour cette partie de la loi, le déterminisme est pleinement sauf. Mais en considérant que cet antécédent lumineux est aussi un photon capable de produire l'effet photoélectrique, il sera impossible dans cette expérience de déterminer avec précision ce nouvel aspect du conséquent; la loi dira seulement que «le corpuscule peut manifester sa présence par une action localisée en un point de la région de l'espace occupée par l'onde, avec une probabilité proportionnelle à l'intensité de l'onde en ce point» [°784]. Si, au contraire, on établit une expérience, par exemple, pour obtenir un effet photoélectrique, on pourra prévoir exactement, à partir de l'antécédent conçu comme photon le phénomène conséquent, et à ce point de vue, on retrouve le déterminisme; mais alors il devient impossible de rien préciser sur les manifestations de l'aspect ondulatoire, en sorte que, «quand le photon manifeste son aspect corpusculaire en se localisant, son aspect ondulatoire disparaît, tandis qu'au contraire, quand son aspect ondulatoire s'affirme, toute localisation traduisant sa nature corpusculaire est impossible» [°784]. Cette même dualité de caractères alternatifs et complémentaires a été vérifiée semblablement pour les phénomènes concernant l'électron et les corpuscules élémentaires de l'atome; et peut-être, s'étendra-t-elle encore à d'autres domaines.

On voit que cette théorie respecte pleinement le déterminisme pris comme «propriété de la Nature» fondant toute loi positive. D'une part, elle se base sur lui, non seulement pour la partie du conséquent pleinement prévisible, mais même pour les prévisions probables, puisque les degrés de probabilité sont mathématiquement déterminés selon les exigences de l'expérience. D'autre part, en reconnaissant qu'une partie de l'effet devient pour nous imprévisible et reste en ce sens indéterminé, on n'affirme pas qu'il existe dans la nature des causes physiques réelles qui, ayant tout ce qu'il faut pour agir, ne produirait pas leur effet nécessairement, mais selon une certaine probabilité; car ce point de vue ontologique échappe à la compétence des sciences positives.

On peut sans doute poser le problème philosophique, s'il ne conviendrait pas d'interpréter ces théories scientifiques nouvelles en admettant dans l'activité des premiers éléments corporels, électrons, photons, etc., une certaine indétermination, une part de probabilité affectant les éléments individuels. La plupart des lois physiques portant en fait sur des ensembles où agissent ces éléments réunis par milliards, seraient des lois statistiques indiquant des moyennes où les variations individuelles possibles sont nivelées par compensation, ce qui conserverait à ces lois l'aspect de régularité mathématique et de déterminisme parfait. À priori cette interprétation ne semble pas absurde, et elle rapprocherait étrangement les lois physico-mathématiques des lois de la sociologie positive. Mais à bien considérer le problème, elle ne s'impose nullement, parce que le caractère hautement mathématique de la théorie nouvelle ne lui permet pas, comme nous l'avons noté, d'être utilisée pour résoudre un problème philosophique, avant d'avoir subi une critique approfondie qui n'a pas encore été faite.

§347) 3. - Énergie et matière. Bien que par définition la science physico-mathématique soit incapable de donner aucun renseignement certain sur la nature de la matière, il est impossible aux savants de ne pas se poser la question de l'interprétation ontologique de leurs théories, si efficaces en pratique. Mais c'est pour eux le domaine des hypothèses, et leur imagination les entraîne souvent sur de fausses pistes. Ainsi parlent-ils, comme nous l'avons signalé, des énergies lumineuses ou électriques, comme si elles existaient à part, sous forme de photons ou électrons; et comme elles deviennent ainsi des éléments substantiels, elles peuvent sans inconvénient selon eux servir de constitutif à la matière elle-même. Par suite, elles pourront être dotées d'un poids ou d'une masse qu'il sera possible d'évaluer. Ainsi, 25 X 10^6 Kwh d'énergie lumineuse pèse 1 gr. [°785]. La matière enfin, qui est de l'énergie condensée, pourra, en se désintégrant, se transformer toute entière en énergie, lumineuse, électrique ou autre; et, en ce sens, se «dématérialiser».

La seule signification raisonnable de telles expressions est de s'en référer aux formules mathématiques où ces énergies se rencontrent, en effet, à l'état isolé par abstraction, tandis que les transformations mathématiques des équations où elles se trouvent comme éléments, expriment leur équivalence quantitative, entre elles et avec la matière, celle-ci n'ayant d'autre symbole mathématique qu'un ensemble de mesures prises sur les énergies physiques. À ce point de vue vraiment scientifique, ces lois, comme nous l'avons dit [§340], gardent leur pleine valeur. Mais leur interprétation ontologique est loin d'être obvie et elle exigerait, outre de longues analyses, de nouvelles expérimentations montées à ce nouveau point de vue.

Le problème de la nature de la matière ne peut donc être résolu par ces hypothèses modernes: c'est un problème proprement philosophique et nous en abordons ici l'examen, comme il convient, par la méthode philosophique. Pour utiliser dans cette étude les phénomènes techniques de la science moderne, nous les ramènerons d'abord aux phénomènes de bon sens: et après cette réduction, loin de s'opposer à nos thèses, ils leur fourniront une confirmation, ou leur permettront d'utiles précisions.

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