Ernst Mach (1838-1916), figure majeure de la philosophie des sciences à la fin du XIXe siècle, célèbre pour ses recherches en supersonique, se définit comme un « savant » et « absolument pas un philosophe1 ». Selon lui « Parmi les nombreux dogmes philosophiques qui ont vu le jour dans le cours du temps, il y en a beaucoup que les philosophes eux-mêmes ont reconnus pour des erreurs, ou exposés d’une façon si claire qu’ils peuvent aisément être reconnus comme tels par toute personne non prévenue. Rencontrant dans les sciences une critique moins attentive, ces dogmes y ont subsisté plus longtemps : ils sont inutiles, ils créent même de pseudo-problèmes dangereux et oiseux ; il n’y a rien de mieux à en faire qu’à les mettre de côté2. »
Si sa volonté de se maintenir autant que possible dans un domaine scientifique le rapproche d’Auguste Comte, il s’inspire en premier lieu de David Hume et influencera particulièrement le courant philosophique de l’empirisme logique. Je reproduis ici quelques extraits de La mécanique3 ainsi que de La connaissance et l’erreur. Pédagogiques, ces passages apportent un éclairage sur la démarche scientifique moderne. De plus, ils facilitent l’appréhension du positivisme et de l’empirisme logique que j’aborderai dans le prochain article.
La science comme économique de la pensée
Le langage, moyen d’épargner certaines expériences
« [La mécanique, 449] 1. – Toute science se propose de remplacer et d’épargner les expériences à l’aide de la copie et de la figuration des faits dans la pensée. Cette copie est en effet plus maniable que l’expérience elle-même et peut, sous bien des rapports, lui être substituée. Cette fonction d’économie, qui pénètre tout l’être de la science, se manifeste déjà clairement dans les démonstrations générales. La reconnaissance de ce caractère d’épargne fait en même temps disparaître tout mysticisme du domaine scientifique. La communication de la science par l’enseignement a pour but d’épargner certaines expériences à un individu en lui transmettant celles d’un autre individu ; ce sont même les expériences de générations entières qui sont transmises aux générations suivantes par les livres accumulés dans les bibliothèques et qui leur sont ainsi épargnées. Le langage, moyen de cette communication est naturellement aussi un facteur d’épargne. Les expériences sont plus ou moins parfaitement décomposées en éléments plus simples et plus familiers, et symbolisées ensuite dans un but de communication, mais toujours en sacrifiant la précision jusqu’à un certain point. Le symbolisant du langage articulé est purement national et sans doute il le restera longtemps encore. La langue écrite se rapproche peu à peu de l’idéal d’une écriture universelle ; elle n’est plus une simple transcription du langage parlé. Les chiffres, les signes algébriques et mathématiques, les symboles chimiques, la notation musicale, l’écriture phonétique (de Brücke), tous ces symboles, d’une nature déjà très abstraite et d’un usage presque entièrement international, doivent en somme être considérés comme des parties actuellement existantes de cette écriture universelle. »
Fait, abstraction et sensation
« [450] 2. – Lorsque nous faisons dans la pensée la copie d’un phénomène, jamais celle-ci n’est faite d’après le fait global mais bien d’après celui de ses côtés qui nous a semblé important. Dans cette opération, nous avons un but qui est le produit indirect ou immédiat d’un intérêt pratique. Nos copies sont toujours des abstractions et ici encore, l’on peut constater cette même tendance à l’économie.
La nature est composée des éléments donnés par les sens. L’homme primitif saisit d’abord certains complexes de ces éléments ceux qui se manifestent avec une stabilité relative et qui ont pour lui de l’importance. Les mots les plus anciens sont des noms pour des « choses » et, dans cette pure désignation, se reconnaît déjà une abstraction de l’entourage de la chose et des petites variations continuelles subies par ce complexe, qui, moins importantes, ne sont pas observées. Il n’y a dans la nature aucune chose invariable. Une chose est une abstraction. Un nom est un symbole pour un complexe d’éléments dont on ne considère pas la variation. Nous désignons le complexe entier par un mot, par un symbole unique, [451] lorsque nous avons besoin de rappeler en une fois toutes les impressions qui le composent. Plus tard, parvenus à un degré supérieur, nous portons notre attention sur ces variations, et il devient naturellement impossible de conserver en même temps le concept d’invariabilité, pour peu que nous ne voulions pas en arriver à des notions vides et contradictoires, telles que celle de la « chose en soi ». Les sensations ne sont pas des « symboles des choses ». La « chose » est au contraire un symbole mental pour un complexe de sensations d’une stabilité relative. Ce ne sont pas les choses (les objets, les corps), mais bien les couleurs, les tons, les pressions, les espaces, les durées, (ce que nous appelons d’habitude des sensations), qui sont les véritables éléments du monde.
Le sens de toute cette opération est purement un sens d’économie. Nous commençons la copie des faits par les complexes habituels et familiers plus stables, et nous y ajoutons après coup, par voie de correction, les complexes non habituels. Nous parlerons par exemple d’un cylindre évidé ou d’un cube à coins coupés ; prises à la lettre, ces locutions impliquent cependant contradiction si l’on n’accepte pas la manière de voir qui vient d’être exposée. Tout jugement est une amplification ou une correction d’une représentation antérieure.
Dans la nature, il n’y a ni causes ni effets
3. – Lorsque nous parlons de causes et d’effets, nous faisons arbitrairement ressortir, dans la copie mentale d’un fait, les circonstances dont nous devons estimer l’enchaînement dans la direction qui est importante pour nous. Dans la nature il n’y a ni causes, ni effets. La nature n’est présente qu’une fois. Les répétitions de cas semblables où A est toujours lié à B, c’est-à-dire les conséquences identiques de circonstances identiques, dans lesquelles consiste précisément l’essentiel de la relation de cause à effet, n’existent que dans l’abstraction que nous employons afin de copier les faits dans la pensée. Une chose nous est-elle devenue familière, nous n’éprouvons plus le besoin de cette mise en évidence de l’enchaînement des caractéristiques, nous ne dirigeons plus notre attention sur ce qui va arriver de neuf, nous ne parlons plus de causes ni d’effets. Ainsi nous dirons d’abord que la chaleur est les causes de la force expansive de la vapeur ; [452] cette relation nous est-elle devenue familière, nous nous représentons en une fois la vapeur avec sa température et sa tension correspondantes. De même nous nous représentons d’abord l’acide comme la cause qui fait rougir la teinture de tournesol ; plus tard, ce changement de couleur sera énuméré parmi les propriétés de l’acide.
C’est Hume qui, le premier, a posé la question : Comment est-il possible qu’une chose A agisse sur une chose B ? Hume ne reconnaît aucune causalité, mais simplement une succession dans le temps, qui nous est devenue habituelle et familière. Kant remarque avec raison que la simple observation ne peut nous apprendre la nécessité de la connexion de A et de B. Il accepte une idée abstraite innée dans laquelle est compris tout cas fourni par l’expérience. Schopenhauer, qui a en somme la même vue, distingue une quadruple forme du « principe de raison suffisante », la forme logique, la forme physique, la forme mathématique, et enfin la loi de causalité. Ces formes ne se distinguent que par la matière à laquelle elles s’appliquent et qui appartient en partie à l’expérience externe et en partie à l’expérience interne.
L’explication naturelle et toute simple paraît être la suivante : les concepts cause et effet naissent premièrement de l’effort pour copier les faits. Tout d’abord il se produit seulement une habitude lier A et B, C et D, E et F, etc. Si, dans la suite, alors que nous possédons déjà de nombreuses expériences. nous observons une liaison de M avec N. Il arrivera souvent que nous reconnaitrons M comme composé de A, C, E, et N comme composé de B, D, F, dont les liaisons nous sont déjà familières et semblent revêtues d’une autorité plus haute. On s’explique ainsi que l’homme expérimenté regarde une expérience nouvelle avec de tout autres yeux que le débutant. L’expérience nouvelle se pose en face de toutes les autres plus anciennes. Il y a donc en fait aussi une « idée » dans laquelle est comprise chaque nouvelle expérience, mais elle est développée par l’expérience même. L’idée de la nécessité de la liaison entre la cause et l‘effet provient vraisemblablement de notre mouvement volontaire et des variations que nous produisons indirectement en mouvement, ainsi que Hume l’a avancé sans toutefois l’avoir maintenu [453]. L’autorité des concepts de cause et d’effet est puissamment renforcée de ce qu’ils se sont développés instinctivement et involontairement, et de ce que nous sentons distinctement n’avoir en rien contribué nous-mêmes à leur formation. On peut même dire que le sentiment de causalité n’a pas été acquis par l’individu mais s’est formé au cours du développement de l’espèce. La cause et l’effet sont donc des abstractions dont le rôle est d’économiser le travail mental. A le question : pourquoi se forment-elles ? il est impossible de répondre car c’est précisément par l’abstraction des uniformités que nous apprenons d’abord à poser la question « pourquoi ».
Sur la méthode scientifique
« [453] 5. – Les sciences dont la caractéristique d’économie est la plus développée sont celles qui s’occupent de phénomènes décomposables en un petit nombre d’éléments tous numériquement évaluables, [454] comme la mécanique par exemple, qui ne considère que les espaces, les temps et les masses. Ces sciences profitent de toute l’économie des mathématiques, antérieurement réalisée. La mathématique est une économie de nombres. Les nombres sont des signes d’ordre, groupés eux-mêmes en un système simple dans un but de concision et d’épargne. Les opérations sur les nombres sont reconnues indépendantes de la nature des objets ; elles sont apprises une fois pour toutes. La première fois que l’on doit ajouter 7 objets à 5 autres de même espèces, on dénombre l’ensemble total des objets ; mais on remarque par la suite que l’on peut faire ce dénombrement à partir de 5 et compter 7 ; enfin, après de multiples répétitions semblables, on s’aperçoit que l’on peut s’épargner tout à fait le dénombrement et affirmer d’avance son résultat comme déjà connu.
« [457] On doit donc dire qu’il n’existe pas de résultat scientifique qui n’eut pu, en principe, être trouvé sans l’aide d’aucune méthode. Mais à cause de la courte durée de la vie et des limites resserrées de l’intelligence humaine, un savoir digne de ce nom ne peut être acquis que par la plus grande économie mentale. La science elle-même peut donc être considérée comme un problème de minimum, qui consiste à exposer les faits aussi parfaitement que possible avec la moindre dépense intellectuelle.
7. – Toute science a donc, selon nous, la mission de remplacer l’expérience. Elle doit par conséquent, dans ce but, d’une part rester toujours dans le domaine de l’expérience et d’autre part en sortir, attendant toujours de celle-ci une confirmation ou une infirmation. Là où il est impossible de confirmer ou d’infirmer, la science n’a rien à faire. Elle ne se meut jamais que sur le domaine de l’expérience incomplète. Comme exemples de cette tendance de la science, on peut citer la théorie de l’élasticité et celle de la conductibilité de la chaleur; toutes deux n’attribuent aux particules les plus petites des corps que les propriétés directement observables sur des corps de volume plus grand. L’accord entre la théorie et l’expérience peut toujours être poussé plus loin par le perfectionnement des procédés d’observation.
L’expérience isolée, sans les pensées qui l’accompagnent, nous resterait à jamais étrangère. Les pensées les plus scientifiques sont celles qui restent valables sur le domaine le plus étendu et qui complètent et enrichissent le plus l’expérience. Dans la recherche on procède par le principe de continuité, car c’est uniquement celui-ci qui peut fournir une conception utile et économique de l’expérience. »
« [458] Lorsqu’aux actions des hommes, que nous pouvons percevoir, nous ajoutons dans notre pensée des sensations et des idées, non perceptibles pour nous, mais semblables aux nôtres, cette représentation a encore une valeur économique, car elle rend l’expérience intelligible, c’est-à-dire qu’elle la complète et qu’elle l’épargne. Cette représentation ne doit pas être pour cela considérée comme une grande découverte scientifique, parce qu’elle s’impose à nous d’une façon si puissante que tout enfant la découvre à nouveau. C’est exactement ce même procédé que l’on suit lorsqu’on imagine qu’un corps en mouvement disparu derrière un pilier, ou qu’une comète devenue invisible continue à se mouvoir suivant leurs trajectoires avec toutes les propriétés précédemment observées, afin de ne pas être étonnés par [459] leur réapparition de l’autre côté. Nous remplissons les solutions de continuité de l’expérience par les représentations que l’expérience nous a suggérées.
Lois et progrès
Loi scientifique et loi civile
« [La connaissance et l’erreur, 367] On parle souvent des lois scientifiques. Quel est le sens de cette expression? On croit d’ordinaire que les lois de la nature sont, comme les lois civiles, auxquelles doivent se conformer les citoyens, des règles d’après lesquelles doivent se produire les phénomènes naturels. Mais les lois civiles peuvent être transgressées, tandis qu’on tient pour impossible que les phénomènes ne se produisent pas selon les lois de la nature. Cette conception se trouve, d’ailleurs, ébranlée, si nous réfléchissons que ces lois naturelles sont déchiffrées par nous, et que, en les tirant par abstraction des phénomènes eux-mêmes, nous ne sommes pas sûrs de ne pas nous tromper. Si nous constatons une infraction à ces lois, elle s’explique naturellement par une conception erronée de notre part, et l’idée que nous nous faisons de leur inviolabilité perd son sens et sa valeur.
En nous attachant au côté subjectif de notre conception de la nature, nous arrivons facilement [368] à comprendre que, seuls, nos concepts et notre intuition prescrivent des lois à la nature.
Mais considérons, sans rien préjuger, le développement de la science nous voyons que, à ses débuts, l’homme dirige d’abord son attention sur les côtés des phénomènes qui ont pour lui une importance biologique immédiate. Plus tard seulement, il s’intéresse aussi aux côtés des phénomènes, dont l’importance biologique n’est pas immédiate. Si l’on fait ces réflexions, on reconnaîtra peut-être que, d’après leur origine, les lois naturelles sont des restrictions que, conduits par l’expérience, nous prescrivons à notre attente des phénomènes.
K. Pearson, dont les vues sont très voisines des miennes, s’exprime, sur ces questions, de la façon suivante « La loi civile implique un commandement et un devoir la loi scientifique est une description, non une prescription. La loi civile n’est valable que pour une communauté déterminée, à une époque déterminée; la loi scientifique s’applique à tous les êtres humains normaux, et ne peut être modifiée, tant que leurs facultés de perception gardent le même degré de développement. Pour Austin, cependant, et pour d’autres philosophes, la loi de la nature n’était pas la formule mentale, mais la suite répétée des perceptions. Les perceptions de cette suite répétée étaient projetées en dehors d’elles-mêmes, et considérées comme une partie d’un monde extérieur, indépendant de l’homme. Au sens littéral du mot, sens malheureusement beaucoup trop large aujourd’hui, la loi [369] naturelle existerait avant d’être reconnue par l’homme ».
Au lieu du mot description, au sujet duquel Mill et Whewell ont déjà discuté, et qui, depuis Kirchoff a pris droit de cité, je proposerais l’expression restriction de l’attente, pour indiquer la signification biologique des lois de la nature.
Que nous la considérions comme une restriction de l’action, comme un guide invariable de ce de ce qui se passe dans la nature, ou comme un indicateur pour notre représentation et notre pensée, qui complète à l’avance les événements, une loi est toujours une limitation des possibilités. »
Loi, psychologie et progrès
« [374] D’après notre conception, les lois de la nature sont un produit du besoin psychologique que nous avons de retrouver notre chemin dans la nature, de ne pas rester étrangers et embarrassés devant les phénomènes. Cela se voit nettement dans les motifs de ces lois, qui répondent toujours à ce besoin, et aussi à l’état actuel, quel qu’il soit, de la civilisation. Les premières tentatives d’orientation grossière sont mythologiques, démonologiques et poétiques. Au temps de la renaissance des sciences, dans la période de Copernic-Galilée, on cherche une orientation provisoire, surtout qualitative; on se laisse surtout guider par la facilité, l’harmonie et la beauté, quand on cherche des règles permettant de rétablir les faits par la pensée. La recherche quantitative plus exacte a pour but une détermination aussi complète que possible, une détermination univoque, comme on le voit déjà dans l’histoire du premier développement de la mécanique générale. A mesure que les connaissances de détail s’accumulent, on ressent plus fortement le besoin de diminuer l’effort psychique : le besoin d’économie, de continuité, d’uniformité, le besoin de règles, dont l’application soit aussi générale que [375] possible. Il suffit de rappeler l’histoire du développement de la mécanique et de toute partie de la physique ayant fait beaucoup de progrès. »
« [376] Pour appliquer d’une façon simple, aussi générale que possible les lois de la nature aux faits réels concrets, nous devons recourir à l’abstraction, à la simplification, à la schématisation ; nous idéalisons les faits, nous les décomposons dans notre esprit en éléments simples, qui, rassemblés par la pensée, nous permettent de reconstruire avec une exactitude suffisante les faits donnés. Comme exemples d’éléments ainsi idéalisés, qu’on ne rencontrera jamais absolument réalisés dans la nature, on peut citer les mouvements uniformes et uniformément accélérés, les courants thermiques et électriques stationnaires (invariables), et les courants d’intensité uniformément croissante ou décroissante. Mais c’est à partir de tels éléments que nous pourrons en pensée reconstituer, d’une façon suffisamment exacte, tels mouvements ou tels courants variables que nous voudrons. Ce sont ces éléments qui rendent pratique l’application des lois naturelles. Cela se voit dans les équations différentielles de la physique.
Nos lois scientifiques forment ainsi une série de théorèmes tout préparés pour les applications et convenablement choisis pour cet usage. La science peut être considérée comme une collection [377] d’instruments nous permettant de compléter par la pensée des faits, qui ne nous sont donnés qu’en partie, ou de limiter autant que possible notre attente dans des cas qui s’offriront à l’avenir.
Correspondance fait-concept
Les faits ne sont pas forcés de suivre nos pensées mais
nos pensées, nos attentes se dirigent d’après d’autres pensées,
notamment d’après les concepts, que nous avons formés sur les faits. L’attente instinctive
d’un fait a beaucoup de latitude. Mais supposons qu’un fait corresponde
exactement à nos idées, à nos concepts simples, alors notre attente, conforme à
nos idées, sera, elle aussi, exactement déterminée. Une proposition
scientifique n’a jamais que le sens hypothétique suivant : Si
le fait A correspond exactement aux concepts M, la conséquence B correspond exactement
aux concepts N ; B correspond aussi exactement à N que A à M. »
Notes
1.↑ Ernst Mach, La connaissance et l’erreur, Flammarion, 1908, p. 9. Disponible sur Gallica.
2.↑ Ibid., p. 9-10.
3.↑ Ernst Mach, La mécanique, Hermann, 1904. Disponible sur Gallica. Les numéros de page de l’édition employée sont mentionnés entre crochets. J’ai inséré des sous-sections pour donner une approche synthétique.