Part 6

Moyennant des postulats qui s’appuient sur des expériences paraissant encore insuffisantes, Lorentz, puis Einstein, pour ne citer que les principaux, ont essayé d’opérer cette synthèse. La théorie de la relativité est un de ces essais remarquables; les principes en paraissent assez bien établis, mais ils sont conditionnels: c’est dire qu’ils disparaîtraient le jour où un seul des postulats serait trouvé en défaut.

La série des déductions mathématiques qu’on en retire est inattaquable, mais elle ne vaut que ce que valent les prémisses; ce sont de purs symboles dont l’interprétation est plus ou moins arbitraire. Il reste encore dans l’ensemble, bien des contradictions et des obscurités.

Cette mise au point des conclusions où nous mène ce que l’on appelle la _Relativité restreinte_, était nécessaire avant d’aborder la suite des idées d’Einstein et de Minkowski sur les conséquences de la _Relativité généralisée_.

Au début, Einstein s’est bien gardé de vouloir donner une théorie physique des phénomènes; même dans la Relativité généralisée où nous trouverons d’étranges propositions, le physicien allemand nous avertissait en 1915, que «l’espace et le temps sont dépouillés des dernières traces de réalité objective»; en 1920, il ajoutait que sa théorie «ne peut ni ne veut donner aucun système du monde, mais seulement une condition restrictive à laquelle les lois de la nature doivent se soumettre».

Malheureusement, comme le remarque fort bien M. Maillard, «en science comme en art, les disciples s’imaginent que pour surpasser le maître, il est nécessaire et suffisant de déformer sa pensée[44]».

[44] Cf. L. MAILLARD: _Cosmogonie et Gravitation_, p. 39 (Lausanne, 1922).

Toutefois, ces paroles judicieuses appellent une remarque: à la suite des conférences et des controverses auxquelles prit part Einstein lui-même, il semble bien que le _maître_ se soit laissé glisser peu à peu sur une pente qu’il affectionnait. Peut-on faire de la science sans idée préconçue? Je ne le pense pas; tôt ou tard, en face des notions premières et des théorèmes fondamentaux auxquels on est acculé, on sent le besoin de l’interprétation; le métaphysicien qui sommeille en chacun de nous, se réveille et l’on se trouve amené à prendre parti dans des querelles qui subsistent depuis Aristote et Platon et qui, toutes, se réfèrent à la nature intime des choses.

Si j’en crois ceux qui ont approché Einstein pendant son séjour à Paris, le physicien allemand a eu l’ambition--mettons tardive--de donner une nouvelle figure du monde. Je serai le dernier à le lui reprocher, et je n’ai jamais compris pour ma part le précepte de Bacon: «Physique, garde-toi de la Métaphysique»; car la Physique ne résout rien; ou plutôt, n’est-ce pas son but que d’essayer de résoudre les problèmes que lui pose le métaphysicien, tout au moins d’éclairer la marche du penseur et de lui fournir les données expérimentales, seuls appuis solides des théories?

Bon gré, mal gré, dès qu’on explore les avenues de la nature dans tous les champs qu’elle offre à notre connaissance, nous ne savons plus distinguer, suivant l’élégante expression du Père Carbonnelle, où se trouvent les «confins de la Science et de la Philosophie». Où s’arrête la première, où commence la seconde? Nul ne saurait le dire. C’est que, dans la réalité, la connaissance de l’Univers ne peut être donnée à l’homme qu’à l’aide de ses facultés: il faut le raisonnement joint à la sensation. Pas de pouvoir d’enregistrement, pas d’acquisition des faits sans les données sensibles; mais aussi, pas d’interprétation de nos statistiques sans une application de l’entendement qui abstrait, qui induit, qui compare, qui généralise, toutes opérations qui ne sauraient, quoi qu’on dise, relever de la sensation pure.

Cette alliance harmonieuse de facultés si différentes, est la source de notre faiblesse et de notre force tout à la fois. Qui ne voit en effet, qu’en vertu de la sensation, le réel se présente sous un double aspect: en même temps qu’il est subjectif, en tant que le non-moi provoque une modification du moi, il est objectif en tant qu’il dépend de la nature du non-moi, c’est-à-dire du monde extérieur.

L’homme simple prête aux choses des qualités toutes subjectives; le physicien, au contraire, sait très bien que ces qualités, objectivement, ne répondent pas au _donné_, bien qu’elles en soient la cause. Et c’est ici qu’intervient le raisonnement. Dès ce moment, notre physicien, qu’il le veuille ou non, se mue en philosophe; car la philosophie n’est à proprement parler que la recherche des causes; et voilà où est l’écueil. Pratiquement, les deux rôles sont plus ou moins confondus, car nous naissons tous avec la curiosité de savoir: lorsque j’étais enfant, je démontais mes poupées pour savoir comment elles disaient «Papa»; plus tard je mettais en pièces mes locomotives pour en surprendre le mécanisme; à l’âge d’homme, je conçus l’ambition, après avoir étudié l’Astronomie, de démonter le Système solaire et d’aboutir à une nouvelle Cosmogonie, toujours aiguisé par la curiosité; à l’heure actuelle, j’aurais à cœur de comprendre les ressorts cachés de l’Univers, la composition de l’atome, celle de l’éther et les interactions de la substance matérielle dont la seule modalité irréductible paraît être l’énergie.

Vous apercevez maintenant l’ordre suivi: des causes visibles, nous remontons aux invisibles; mais alors, la sensation brute ne nous apprend plus rien; le physicien, je le sais, possède un puissant outillage; n’empêche qu’à un certain moment, son magasin se trouve à court; il lui faut donc d’autres procédés plus puissants ou plus faibles, suivant sa manière de les utiliser. Je veux parler de l’hypothèse, de l’induction, des formes les plus variées du raisonnement; mais toutes, au fond, se ramènent à la faculté de généralisation... et l’écueil pour lui sera d’être poussé inconsciemment, après avoir dépouillé les objets de leurs qualités réelles, à leur prêter des qualités abstraites, fruits imaginaires de la faculté qu’il possède de s’élever au général. En d’autres termes et d’une façon plus concise, le danger pour le savant consistera toujours à se laisser entraîner à la construction du monde extérieur, c’est-à-dire du réel objectif, en lui prêtant des qualités _abstraites_ tirées du _donné_.

C’est là, à mon avis, et non pas ailleurs, qu’il faut rechercher l’explication des obscurités, des contradictions et des antinomies rencontrées à chaque pas dans les problèmes concernant l’Espace et le Temps.

Voilà l’écueil que n’ont pas su éviter les Einsteiniens dans leur construction hâtive et toute artificielle du monde physique. «La théorie de la relativité a passé en revue tous les sujets de la Physique. Elle a unifié les grandes lois qui, par la précision dans la forme et la rigueur dans l’application, ont conquis dans la science humaine la place d’honneur que la Physique occupe aujourd’hui. Et pourtant, en ce qui concerne la nature des choses, cette science n’est qu’une forme vide--un échafaudage de symboles...» Et de qui sont ces paroles? D’un des plus grands savants qui connaissent le mieux la doctrine de la relativité, d’Eddington lui-même qui a vérifié la fameuse loi de la déviation du rayon lumineux au cours de l’éclipse de Soleil du 29 Mai 1919[45]. A certains, le jugement paraîtra bien sévère; les chapitres qui vont suivre seront cependant de nature à le justifier.

[45] A. S. EDDINGTON: _Space, Time and Gravitation_, p. 200 (Univ. Press, Cambridge, 1920).

CHAPITRE IV

ESPACE ET MATIÈRE

Avez-vous quelquefois réfléchi aux mystères de l’Espace? Oui, si vous avez des loisirs et si votre esprit est incliné vers les idées spéculatives. Non, si vous êtes pris par les affaires, par les relations mondaines, en un mot, si la vie matérielle vous absorbe... A peine ai-je fini d’écrire cette phrase que je la regrette presque...: elle tombe dans le vide; un lecteur parcourant ces pages, ne saurait rentrer dans cette dernière catégorie. Vous avez donc songé souvent à la question d’Espace et vous avez remarqué aussi que ce sont ceux qui usent le plus de l’Espace qui s’en préoccupent le moins.

Interrogez le mécanicien d’un rapide, un sportsman qui «court», un aviateur à la conquête du record; vous verrez que pour cette catégorie d’individus, la question d’une définition de l’Espace ne se pose même pas. Ils en ont cependant une notion implicite puisque pour eux, l’Espace est compté en Temps.

Autrefois, la distance Paris-Marseille était de deux ou trois semaines; c’était l’époque des diligences.

Aujourd’hui, l’étape est franchie par nos trains en un peu plus de douze heures; et si vous consentez à vous confier à un aérobus, cette durée sera notablement abrégée.

Imaginez maintenant un moyen de locomotion aussi rapide que la lumière ou que le courant électrique, nous ferons le tour de la Terre en une fraction de seconde; si donc, nous jugeons de l’Espace par le Temps, c’est-à-dire par le nombre de pensées diverses prenant place non-simultanément dans notre esprit, nous n’aurons pas le loisir d’en changer beaucoup dans le court intervalle qui nous suffira pour franchir 40 000 kilomètres et la Terre nous semblera bien petite.

Nous mesurons donc l’espace à notre aune, c’est-à-dire à nos sensations, et c’était depuis longtemps la conclusion des philosophes qui avaient ainsi trouvé par le simple raisonnement, cette relativité d’une notion tout à fait primordiale; curieux rapprochement avec les relativistes actuels.

Seulement, à y regarder de près, les uns et les autres doivent avoir des conclusions différentes. Le nombre de sensations diverses, avons-nous dit, perçues en un jour, par exemple, peut être pour notre esprit la mesure du temps; alors imaginez deux personnes dont l’une parcourt la Terre à petites journées; s’arrêtant à chaque site pittoresque, étudiant la nature dans ses moindres recoins, goûtant à chaque pas le charme d’un paysage sans cesse renouvelé et toujours harmonieux; puis un aviateur tournant autour du Globe à la vitesse du courant électrique et planant dans les hautes régions de l’atmosphère; du sol qu’il a quitté, celui-ci ne verra à peu près rien de distinct; des mille bruits variés que nous entendons, il ne percevra que le ronflement de son moteur et le ronronnement de son hélice dévorant l’espace; il n’aura pour toute distraction que l’évolution lente de sa pensée.

Lequel, dans ces conditions, vous semble avoir vécu plus longtemps?

Les relativistes répondront sans hésiter: «C’est l’homme animé de la plus grande vitesse»; nous pourrions être du même avis, si le temps se mesure à l’interminable ennui qui nous étreint, dès que notre esprit reste livré à lui-même et que son action n’est plus provoquée et soutenue par la sensation.

Mais j’estime que vous n’auriez pas tort si, professant une opinion contraire, vous veniez m’affirmer que le voyageur terrestre aurait l’impression de vivre plus longtemps.

Tout compte fait, je ne saurais dire si nous sommes en progrès sur l’époque des diligences; mais, au fond, je ne suis pas éloigné de croire que nos aïeux, dont l’existence était moins agitée que la nôtre, vivaient plus longtemps ou tout au moins pouvaient se l’imaginer.

En tout état de cause, la conclusion reste la même: le Temps est tout relatif..., et aussi l’Espace.

Mais il y a là une ambiguïté à laquelle ne saurait se laisser prendre celui qui veut pénétrer le fond des choses: le mot _relatif_ ne fait que déguiser un aveu d’ignorance. Nous l’avons bien vu en étudiant le commencement de la théorie einsteinienne, puisque le résultat de nos recherches à été simplement ceci: En l’état actuel de la Science nous n’avons aucun moyen scientifique de mesurer l’espace et le temps.

Est-ce à dire que nous n’y parviendrons jamais? C’est une tout autre affaire. Commençons d’abord par examiner d’un peu plus près la notion d’espace.

* * * * *

L’espace correspond-il à quelque chose de réel ou est-ce une fiction? Entre le Soleil et la Terre, il y a, disons-nous, une étendue que nous mesurons en kilomètres, tout comme la distance Paris-Marseille. Et cependant, nous parlons couramment de vide interplanétaire: expression fausse au sens littéral et qui signifie simplement que l’air ne s’étend pas très loin au-dessus de nos têtes. Entre le Soleil et nous, il y a quelque chose: les anciens physiciens ont appelé _éther_ cette matière inconnue; les nouveaux paraissent l’ignorer, tant qu’ils s’en tiennent à leurs symboles, mais patience, ils y reviendront.

Nous n’allons pas en effet ressusciter aujourd’hui la vieille querelle du _vide_ et du _plein_, agitée au temps de Pascal: «Si le vide existait entre deux corps, faisait-on remarquer, ces deux corps se toucheraient puisque _rien_ ne les séparerait.»

Il faudrait auparavant définir le mot _contact_, c’est-à-dire la condition pour que deux corps se touchent: on n’y parvient qu’en introduisant le phénomène de l’action; deux corps agissant l’un sur l’autre sans intermédiaire, voilà le contact; la définition exclut, on le voit, toute notion d’étendue préalable et on peut la tenir pour bonne.

Mais les corps, la Physique moléculaire nous l’apprend, sont formés de parties fort éloignées les unes des autres, donc rarement en contact, si elles le sont jamais! Et c’est l’éther ou quelque substance semblable qui les unit, qui transmet l’action.

Très bien! mais l’éther, qu’est-il à son tour? milieu continu et homogène ou bien formé de particules?

S’il est homogène et continu, comment concevoir qu’il se déplace? C’est le jeu du _Taquin_; il y faut prévoir une case _vide_ pour arriver à déplacer les dés numérotés, et nous retombons dans le discontinu, c’est-à-dire que tout est remis en question. Champ magnéto-électrique, champ de gravitation ou de forces, tout cela n’explique rien et ne nous fait pas pénétrer dans la nature intime de la matière et de l’étendue.

Continuons notre enquête, nous allons voir surgir de nouvelles difficultés. Tirez une ligne droite dont les extrémités seront marquées par les lettres A et B. Entre A et B il y a une certaine distance. Prenez en la moitié; puis la moitié de cette moitié et continuez indéfiniment. Quand vous arrêterez-vous?

Pratiquement, je sais que vous n’irez pas loin; nos moyens instrumentaux décèleront le dix-millionième de millimètre; vous entrerez dans le domaine de l’atome; ne chicanons pas pour une vétille; poussez jusqu’à l’électron, jusqu’au composé de l’électron, si vous le désirez; allez au trillionième de millimètre; lorsque vous aurez épuisé votre faculté de division réelle, il vous restera une ressource, toujours: votre esprit continuera l’opération et vous en arriverez à imaginer une infinité de points entre A et B.

Voyons les conséquences d’un tel raisonnement: si j’admets avec vous qu’il y à cette infinité de points, combien compterez-vous de points dans une autre ligne égale? Une infinité encore, évidemment; et cependant nous savons qu’en additionnant ces deux lignes, l’étendue serait doublée; la première ne contenait donc pas un nombre infini de points, et si c’est la somme des points contenus dans les deux qui est infinie, elle ne l’est plus par rapport au nombre de points que contiendrait une somme de 3, 4, 10, 20 000 lignes et même d’une infinité de lignes.

* * * * *

Autre problème bien connu des Éléates dont Zénon, disciple de Parménide, fut le plus illustre représentant. Après avoir montré qu’entre les deux extrémités A et B de la droite, il y a une infinité de points, Zénon supposait un mobile partant de A pour se rendre en B; deux hypothèses seulement sont possibles.

Ou bien notre mobile mettra un certain temps, supposons une seconde, pour passer d’un point A au point suivant et dès lors, il n’arrivera en B qu’après une infinité de secondes, c’est-à-dire jamais; résultat absurde et contraire à l’expérience.

Ou bien il ne mettra aucun temps (zéro temps) pour passer d’un point à celui qui suit. Mais 3 fois zéro, 100 fois zéro font toujours zéro, comme d’ailleurs une infinité de zéros; donc il mettra _zéro temps_ pour parcourir tous les points qui forment l’intervalle séparant A de B.

Qu’est-ce à dire? S’il met zéro temps, lorsqu’il est en A, il est déjà en B et le mouvement ne saurait exister, ce qui est encore contraire à l’expérience; ou alors l’intervalle qui sépare A de B n’existe pas, ce qui est non moins absurde.

De toute façon, on arrive à nier le Temps et l’Espace et ainsi la possibilité du changement; et c’est ce que voulait Zénon dont les arguments, qui ne manquent pas d’ingéniosité, ont déjoué la sagacité d’Aristote[46] et de bien d’autres philosophes, Descartes en tête. Or, Zénon vivait au Ve siècle av. J.-Ch. et les considérations qu’il employait se rapprochent beaucoup de celles des relativistes, lorsque ceux-ci prétendent nous démontrer que la limite de la vitesse d’un corps matériel ne saurait dépasser celle de la lumière.

[46] _Physique_, VI, 9.

Quoiqu’il en soit, nous voyons qu’en disséquant ainsi l’espace géométrique conçu par l’entendement, nous arrivons à des contradictions et à des absurdités.

Ne serions-nous pas victimes de notre imagination et de nos sens? Nous fabriquons l’espace avec la vue et le toucher et à l’aide des sensations qu’ils nous fournissent. Pourquoi l’espace en dehors de nous, serait-il bâti comme nous l’imaginons? Nous ne confondons pas la _couleur rouge_, avec ce qu’elle est objectivement, c’est-à-dire une somme de 450 trillions de vibrations par seconde. Nous admettons de même qu’un assemblage de 870 vibrations par seconde nous donne la sensation du _la_ en musique; pourquoi un ensemble d’actions réciproques de particules, ou si vous préférez, de forces distinctes, de grains d’énergie, par exemple, ne parviendraient-ils pas à nous donner la sensation d’étendue, d’où nous déduisons la notion abstraite d’espace?

Non seulement, il n’y a là rien de choquant pour notre raison, mais nous allons voir que là est la solution du problème, celle qui fait disparaître les dernières contradictions.

Il suit de ce que nous venons de dire, que nous ne sommes plus obligés, comme le croyaient les philosophes de l’école de Descartes... et quelques autres, de doter d’étendue les dernières particules du corps.

--Alors répliquerez-vous, vous allez fabriquer de l’étendue avec de l’inétendue?

--Parfaitement, de même que je fabrique de la couleur avec des vibrations, et des sons musicaux avec les oscillations rapides d’un diapason. Un électron n’est ni blanc, ni noir; vous ne pouvez lui prêter aucune couleur et vous ne l’apercevrez jamais, puisque son diamètre est plus faible que la plus petite longueur d’onde lumineuse qui vous fait _voir_. Si déjà, à partir de cette faible dimension, la couleur n’existe plus et ne répond plus à quelque chose, pourquoi voulez-vous que la particule dernière de la matière, qui n’est autre que _l’élément d’énergie unité_, pourquoi dis-je, voulez-vous que cet élément soit étendu? Boscovich et ses adeptes avaient admis que les dernières particules des corps étaient inétendues parce qu’elles étaient des _points_ et, avec ces points, ils bâtissaient l’espace; ils ne pouvaient aboutir qu’à des séries de contradictions et rien n’était plus loin de la réalité; dans ces conditions, on n’échappe plus, en effet, aux arguments de Zénon qui exigeait une infinité de points dans une ligne quelconque.

Toutes les obscurités rencontrées en un tel sujet, proviennent de ce que, généralement, on ne s’entend pas sur les définitions d’_étendue_, d’_espace_ et d’_infini_. Il nous faut donc, malgré l’aridité du sujet, entrer ici dans les détails.

Certains philosophes ont défini l’étendue, le fait d’avoir ses parties _hors_ de ses parties; mais une définition, de l’avis de tous, ne doit pas user du terme à définir; ici, le mot _hors_ implique l’étendue; nous ne définissons donc absolument rien. Kant écrivait que «l’espace n’est qu’une condition subjective _a priori_, sans laquelle les impressions ne pouvaient être saisies; l’espace est la forme des phénomènes, c’est-à-dire des apparences; en réalité, il n’est rien»[47]. Ici, le philosophe allemand confond espace et étendue et finalement il ne définit rien encore; nous n’avançons pas la question de l’étendue objective, en professant qu’elle est une forme _a priori_ de la sensibilité.

[47] KANT: _Esthétique transcend._ Sect. I.

Que l’espace ne soit rien en dehors des corps matériels, ceci est évident, mais il n’en va plus de même de l’étendue. A quoi donc répond cette qualité que je prête aux corps affectant mes sens? Évidemment à quelque chose qui agit sur moi. Par le sens de la vue et du toucher, j’acquiers la notion d’êtres multiples situés en dehors de moi. Ces causes, sans préjuger de leur essence, exercent sur mon corps, quantitatif comme eux, une série d’actions que j’apprécie et que je connais sous forme de sensations: le nombre des parties de mon corps qui subissent cette action ou ces actions multiples, m’avertit de la grandeur quantitative de ces actions.

Traduisons maintenant en un langage plus dépouillé, si possible, de toute représentation. Mon corps est en relation quantitative, avec des forces qui forment le non-moi, donc le monde extérieur, et ces forces s’opposent à celles qui forment mon corps, c’est-à-dire ce quelque chose que je connais directement, sans intermédiaire. Tout le mystère de l’étendue est là.

En dernière analyse, il ne reste que ceci: le monde matériel extérieur est formé de forces multiples en action sur mon corps; causes extérieures et multiplicité, voilà qui nous permet déjà d’entrer dans la nature intime de l’étendue. Pénétrons un peu plus avant et cherchons ce qu’elle peut être, objectivement. Pour ce faire, je n’ai qu’à généraliser les conditions énoncées: soient trois particules matérielles, trois forces distinctes; nous avons déjà une condition de l’étendue: la multiplicité; ces forces peuvent donc et doivent être inétendues de leur nature. Si ces forces A, B, C peuvent avoir des rapports entre elles, je réaliserai ce qu’il faut essentiellement pour faire de l’étendue (fig. 7).

Si A agit sur B sans agir sur C, alors que ces deux dernières agissent l’une sur l’autre, je dirai que A est en contact avec B; de même C touche B; mais si A et C n’agissent l’une sur l’autre que par un intermédiaire B, je dirai que B les sépare.

Supposons maintenant que A, B et C puissent réagir toutes à la fois les unes sur les autres, j’aurai la conception d’une nouvelle disposition spatiale correspondant à la figure 8 très différente de la figure 7.

Ainsi, de même que j’avais la notion de _contact_ et de _lieu_ en constatant, par un phénomène de conscience dû à la sensation, qu’une force extérieure agissait sur mon corps et était présente, de même j’inférerai logiquement qu’en dehors de moi, il existe des forces échangeant des rapports dont l’essence est du même ordre.

Ainsi, multiplicité de forces coexistantes, complexité et échanges de rapports, voilà toute l’étendue; en tant que sensation, l’étendue est un fait brut que nous retrouvons chez l’animal.

C’est donc sur des données sensibles que notre esprit va appliquer sa faculté d’abstraction, de généralisation, pour s’élever à la notion d’espace, et c’est là qu’est l’écueil; car il n’est pas sûr que l’espace conçu par nous, réponde exactement au réel, c’est-à-dire à l’étendue.

Je puis aller plus loin et je dois dire que je suis certain que nous attribuons à l’espace, fruit d’une abstraction, des qualités qui ne sont pas dans le réel et que ne possède pas l’étendue; en d’autres termes, là, comme en plusieurs circonstances, faute d’avoir analysé les conditions de la sensation d’étendue, notre conception abstraite dépasse de beaucoup le _donné_.

Le chapitre suivant va nous faire toucher du doigt cette conclusion.

CHAPITRE V

L’UNIVERS EST-IL INFINI?