La Pensée et l’Action/05

Paul Langevin

LE SAVANT ET LE PHILOSOPHE

La Pensée et l’Action, Texte établi par Frédéric Joliot-Curie, Georges Cogniot, Paul Labérenne, les Éditeurs français réunis, 1950 (p. 47-175).

LE SAVANT ET LE PHILOSOPHE

J’ai eu la bonne fortune de commencer ma carrière scientifique dans la période très active qui a suivi la découverte des rayons Röntgen^[1]. Dès l’hiver de 1895-1896, j’ai contribué, en collaboration avec Jean Perrin^[2], à élucider le mécanisme de la décharge des corps électrisés par les nouveaux rayons,…

devait écrire plus tard Paul Langevin, lorsqu’il rédigea une notice sur ses travaux scientifiques^[3].

Cette bonne fortune, le jeune savant sut pleinement en profiter et les travaux qu'il poursuivit sur ce sujet, tant en France qu'en Angleterre (grâce à une bourse d'un an de la Ville de Paris) attirèrent vite sur lui l'attention des savants les plus éminents. Docteur en 1902, après une thèse très remarquée sur l'ionisation des gaz^[4], nommé professeur remplaçant, puis professeur suppléant au Collège de France, il est tout naturel qu'en dépit de son jeune âge (il avait à peine trente ans), on ait songé à lui pour représenter la France au Congrès scientifique de Saint-Louis en 1904. Il y allait avec Henri Poincaré^[5], le savant français le plus célèbre de cette époque.

La physique était alors en pleine crise. Les contradictions s'accumulaient. La mécanique classique ne permettait plus, en particulier, d'étudier le mouvement des électrons dont on venait de découvrir l'existence. A partir des théories électromagnétiques de Maxwell, le Hollandais Hendrik Antoon Lorentz avait construit un système de formules qui permettait de rendre compte formellement de plusieurs phénomènes récemment découverts, mais les savants n'arrivaient pas à interpréter ces formules d'une façon satisfaisante au point de vue réel. D'autres difficultés liées sur bien des points aux premières se posaient, par exemple, au sujet de la nature exacte de ce qu'on appelait matière, des rapports de cette matière avec l'électricité et avec cet autre fondement de la physique d'alors : l'éther. On était obligé, en effet, d'attribuer à cet éther, sorte de milieu subtil et impondérable, qui devait être présent partout, des propriétés de plus en plus contradictoires. Contrairement à toute attente, en particulier, Albert Michelson n'avait pu arriver, dans des expériences successives aussi précises qu'ingénieuses, à mettre en évidence par rapport à cet éther le mouvement de la terre autour du soleil.

Lénine, dans Matérialisme et Empiriocriticisme, a génialement caractérisé cette période critique, à l'époque même où la confusion semblait la plus grande. Parlant des tentatives des idéalistes pour exploiter cette crise, il écrit^[6] :

L'essence de la crise de la physique contemporaine consiste dans le bouleversement des vieilles lois et des principes fondamentaux, dans le rejet de la vérité objective existant en dehors de la conscience, c'est-à-dire dans la substitution de l'idéalisme et de l'agnosticisme au matérialisme. « La matière s'est évanouie » : on peut exprimer en ces mots la difficulté fondamentale, typique à l'égard de certaines questions particulières, qui a suscité cette crise.

Dans ce nouveau combat que doivent mener les matérialistes pour défendre la science, Henri Poincaré, "grand physicien et mince philosophe", écrit Lénine^[7] a été fortement influencé par le courant néo-positiviste de l'Autrichien Mach et des empiriocriticistes, pour qui les principes de la physique « ne sont pas des copies, des reproductions de la nature, les images des choses extérieures par rapport à la conscience de l'homme, mais les produits de cette conscience »^[8].

Langevin, au contraire, se rangeait parmi les physiciens qui continuaient à affirmer la réalité objective de la matière et pour qui les dernières théories conduisaient à ramener le monde physique tout entier à deux ou trois éléments au lieu de plusieurs dizaines, mettant ainsi en évidence « l'unité de la nature » suivant l'expression de Lénine^[9].

On devine l'intérêt que durent présenter pour la genèse des notions nouvelles les discussions qu'eurent entre eux en Amérique sur ce sujet passionnant le mathématicien de 50 ans et le physicien de 30. Dans un article qu'il écrivit sur Henri Poincaré, après la mort de celui-ci, Langevin a fait à ces discussions une courte allusion où il parle, en particulier, de « inquiétude » de Poincaré voyant « ébranler, grâce aux instruments forgés par lui-même, le vieil édifice de la dynamique newtonienne » ^[10].

À cette inquiétude d'Henri Poincaré, conséquence logique de la faiblesse de sa position. philosophique, Paul Langevin oppose un véritable cri de confiance dans la science nouvelle, dans la remarquable communication qu'il fit au Congrès sur La physique des électrons.

Cette communication, le premier exposé d'ensemble qu'ai fait publiquement le jeune physicien, a une importance considérable au point de vue de la philosophie des sciences. Lénine le cite dans Matérialisme et Empiriocriticisme parmi les textes qui, en pleine crise de la physique, continuaient à défendre la position matérialiste, à affirmer l'existence de la matière en dehors de notre conscience^[11].

Mais cet exposé est également essentiel en ce qui concerne la genèse des théories relativistes. Il montre, en effet, qu'au moment même où Einstein, alors inconnu, préparait sa première publication sur la relativité restreinte, qui devait révolutionner la physique, Langevin était arrivé de son côté à un certain nombre de résultats fondamentaux dans cette direction.

La difficulté du sujet nous empêche malheureusement de reproduire intégralement le texte de La physique des électrons. Nous nous contenterons d'en citer la conclusion, véritablement prophétique^[12].

La perspective rapide que je viens d'esquisser est pleine de promesses, et je crois que rarement, dans l'histoire de la Physique, on eut occasion de pouvoir regarder si loin derrière soi et si loin devant soi. L'importance relative des diverses portions de ce domaine immense et à peine exploré, apparaît différente aujourd'hui de ce qu'elle était au siècle précédent; du point de vue nouveau, les divers plans s'agencent dans un ordre nouveau. Les notions électriques, aperçues les dernières, paraissent aujourd'hui dominer tout l'ensemble, comme la place de choix où l'explorateur sent qu'il doit fonder la ville pour s'avancer ensuite vers des pays nouveaux.

Les phénomènes mécaniques, les plus évidents de tous ceux dont la matière est le siège, ont tout d'abord sollicité l'attention de nos ancêtres et les ont amenés à concevoir les notions de masse et de force, qui ont paru longtemps les plus fondamentales, celles à quoi toutes les autres devaient se ramener. A mesure qu'augmentaient les moyens d'investigation, que des faits plus cachés se laissaient découvrir, on a cru longtemps pouvoir les réduire aux anciens, pouvoir trouver partout une explication d'origine mécanique.

La tendance actuelle de faire occuper la place prépondérante aux notions électromagnétiques se justifie, ainsi que j'ai cherché à le montrer, par la solidité de la double base sur laquelle repose la notion d'électron : d'une part, la connaissance précise de l'éther électromagnétique, que nous devons à Michael Faraday, à James Clerk Maxwell et à Heinrich Hertz, et, d'autre part, l'évidence expérimentale apportée par les travaux récents sur la structure granulaire de l'électricité.

De plus, cette confiance que nous éprouvons en regardant le passé s'accroit, s'il est possible, quand nous regardons l'avenir. Déjà toute l'Optique, non seulement de l'éther, mais aussi à la matière, source et récepteur des ondes lumineuses, reçoit une interprétation immédiate que la Mécanique S'était montrée impuissante à lui donner, et cette Mécanique elle-même apparaît aujourd'hui comme une première approximation, largement suffisante dans tous les cas de mouvement de la matière prise en masse, mais dont une expression plus complète doit être cherchée dans la dynamique des électrons.

Bien que toutes récentes, les conceptions dont j'ai cherché à donner une idée d'ensemble paraissent ainsi se placer d'emblée au coeur de la Physique entière et agir comme un germe fécond pour en cristalliser autour d'elles, dans un ordre nouveau, les faits les plus éloignés jusqu'ici.

Tombant dans un terrain admirablement préparé pour la recevoir, dans l'éther^[13] de Faraday, de Maxwell et de Hertz, la notion d'électron, de, centre électrisé mobile, que l'expérience nous permet aujourd'hui de saisir individuellement, qui constitue le lien entre l’éther et la matière formée d’un groupement d’électrons, cette notion a pris en peu d’années un développement qui lui fait briser les cadres de l’ancienne physique et renverser l’ordre établi des notions et des lois pour aboutir à une organisation qu’on prévoit simple, harmonieuse et féconde.

CRITIQUE DE L’ÉNERGÉTIQUE

Promoteur de la physique nouvelle, tout en restant un défenseur conscient du matérialisme, Paul Langevin devait être amené à combattre les conceptions confuses et souvent idéalistes de nombreux savants de son, époque. Les positivistes, par leur prétention à vouloir limiter le champ d’investigation tic la science, lui paraissaient essentiellement critiquables. Au début du XX^e siècle, bon nombre d’entre eux s’étaient enthousiasmés pour l’énergétique, doctrine suivant laquelle tout dans la nature’se ramenait à l’énergie, mot magique qui, à lui seul, devait tout expliquer. Voici ce que Langevin écrivait des partisans français de l’énergétique, en 1904, l’année même du Congrès de Saint-Louis^[14] :

Mais, nécessaires, ces principes^[15] ne sont cependant pas suffisants et ne donnent qu’une souche sur laquelle les rameaux devront se développer, contrairement à ce que pensent les évangélistes modernes qui, perdant de vue l’origine du principe, font de l’énergie une idole nouvelle dont les incarnations multiples suffisent à tout représenter. Dans un article fameux paru en 1896 clans la Revue générale des Sciences, M. Ostwald^[16] dit : « L'Énergétique imagine des symboles, mais, à la différence de la science antérieure, elle apporte un soin scrupuleux à ce que ces symboles ne contiennent rien de plus, rien de moins que les faits à représenter. » Et encore : « La théorie optique de l'avenir ne connaîtra dans l'espace que l'énergie dont la densité sera une fonction périodique du temps et des coordonnées, et cette fonction exprimera tout ce que nous savons sur les propriétés physiques de la lumière. » Ce rien de moins et ce tout paraîtront quelque peu excessifs à qui connaît la richesse et la complexité des phénomènes physiques.

Dans un sens un peu différent, ces avatars variés de l'énergie sont à la base de ce que M. Duhem expose et défend avec tant d'habileté sous le nom de Physique de la qualité^[17], se recommandant d'Aristote pour remplacer la grandeur mesurable par une qualité qu'il exprime cependant en nombres tout en lui refusant toute activité. Que signifie dès lors l'addition des deux nombres repérant deux degrés différents d'une même qualité ? Il faut alors admettre avec M. Duhem que « lorsque au cours des déductions par lesquelles la théorie se déroule, on soumet à des opérations ou à des calculs les grandeurs sur lesquelles porte la théorie, on n'a pas à se demander si ces opérations, si ces calculs ont un sens physique ». De plus, dans ce système, le physicien se déclare satisfait lorsque des phénomènes. complexes et nouveaux sont représentés par des termes nouveaux dans une équation, termes dont la forme arbitraire n'est indiquée que par de superficielles analogies.

N'y pas là une tendance fâcheuse à limiter le champ des investigations, à déclarer suffisante et définitive une connaissance générale et superficielle des choses, à s'interdire un examen plus approfondi parce qu'un premier succès nous a livré quelques-unes des lois les plus générales ? Savons-nous ce que donnera notre marche en avant, l'examen au microscope de l'organisme que nous voyons vivre; quels motifs de crainte avons-nous ? Pourquoi ce retour en arrière, cet ignorabimus contre lequel protestent nos instincts et nos convictions ? Nous sommes issus d'une évolution lente, en contact continuel et profond avec l'univers qui nous a modelés; de nos instincts obscurs résulte un sentiment d'identité et de communauté avec toute la nature : notre science est un effort pour pénétrer plus profondément et plus consciemment en elle, et nous permettons difficilement qu'on élève des barrières à notre connaissance, qu'on trace une frontière à l'inconnaissable dans la crainte peut-être de ce qui se trouve au delà. Si nous sommes jusqu'ici restés à la surface des choses, rien ne peut faire prévoir les découvertes futures, les sensations nouvelles que nous devrons classer; les hypothèses qui paraissent les plus hardies n'étant que la prévision de ces sensations nouvelles, nous devons pour en tenir compte être prêts à modifier nos constructions autant qu'il sera nécessaire.

LA RELATIVITE

LES GRANDES DECOUVERTES SCIENTIFIQUES

Cette époque — les premières années de ce siècle — est, peut-être la plus riche en découvertes scientifiques dans la vie de Paul Langevin. Il continue d'abord ses remarquables travaux sur les ions, qui avaient fait l'objet de sa thèse. Les recherches de laboratoire sont bientôt consacrées par des expériences sur les ions de l'atmosphère et les particules en suspension, avec application au problème de la formation des nuages. Certaines de ces expériences eurent lieu an sommet de la tour Eiffel.

Il achève aussi son étude du magnétisme. La théorie mathématique du para- et du ferromagnétisme, qu'il édifia alors est devenu l'une des bases de la physique moderne en ce domaine. Le grand physicien anglais, John Desmond Bernal a noté à ce propos^[18] que Langevin fut « le premier à exprimer en termes mathématiques, et donc calculables les rapports mutuels de groupes de systèmes dans lesquels le comportement de chacun est fonction du comportement de tous les autres ». Ces idées, ajoutent-ils, ont une influence plus vaste encore, car « elles établissent un lien entre le domaine inorganique et le domaine organique, et même le monde social, Elles sont un exemple parfait de l'unité de base de ces théories, qui sont comme le fondement de l'univers : l'expression mathématique d'un matérialisme dialectique.

Mais Langevin se consacrait aussi au développement des théories relativistes. La relativité restreinte qui devait elle-même tant à la « physique des électrons » lui permettait à son tour de reprendre, de clarifier et d'approfondir celle-ci.

Dès 1906, dans son cours au Collège de France, il établit, indépendamment d'Einstein et en même temps que lui, l'une des relations fondamentales de la relativité : l'équivalence de la masse et de l'énergie, relation qui est à la base de tous les travaux récents sur l'énergie intra-atomique. Dans une conférence faite à la Société de Physique, il devait, quelques années plus tard, mettre en évidence d'une façon prophétique les conséquences incalculables de cette découverte^[19] :

LA MATIERE, RESERVOIR D'ENERGIE

À toute inertie correspondrait la présence dans le système qui la possède d'une énergie égale au produit de la masse par le carré de la vitesse de la lumière, énergie dont la mise en liberté devrait correspondre à la destruction complète de la structure matérielle.

Sans préjuger si nous pourrons un jour acquérir cette puissance destructrice et épuiser les réserves d'énergie présentes dans la matière, nous pouvons, dans l'hypothèse qui précède, évaluer l'importance et l'énormité de ces réserves.

Chaque gramme de matière, quelle que soit sa nature, correspondrait à la présence d'une énergie interne égale à $9\times 10^{20}$^[20] ergs, c'est-à-dire équivalente à la chaleur que fournirait la combustion de $3\times 10^{9}$ grammes ou trois millions de kilogrammes de houille.

Ce résultat, que la matière est inerte et pesante en proportion de l'énergie qu'elle contient, fait que le principe de la conservation de la masse se confond avec celui de l'énergie. Dans un système fermé, qui n'échange pas d'énergie avec l'extérieur, la masse totale se conserve, mais les masses individuelles des diverses portions du système varient dans la mesure des échanges d'énergie qui se produisent entre elles.

La nouvelle dynamique reposerait sur les deux lois fondamentales de conservation de l'énergie et de conservation de l'impulsion ou quantité de mouvement. Ces deux lois ne sont d'ailleurs pas indépendantes : au point de vue du principe de relativité, elles apparaissent comme deux aspects différents d'une loi unique, la conservation de l'impulsion d'Univers.

L'individualité d'une portion de matière ne pourrait plus être caractérisée comme autrefois par sa masse : il faut chercher maintenant dans le nombre et la structure des éléments, atomes ou molécules, dont elle est formée. Les transmutations auxquelles nous font assister les corps radioactifs permettront peut-être de reculer cette structure au delà de celle des atomes changeants où la chimie s'arrête et de trouver l'individualité d'une portion de matière dans le nombre et la nature des éléments primordiaux à partir desquels les atomes sont construits, corpuscules cathodiques et peut-être noyaux positifs des atomes d'hélium ou d'hydrogène. Seuls le nombre et la nature de ces éléments resteraient invariables à travers tous les changements que subirait la matière et pourraient servir à définir celle-ci.

L'EVOLUTION DE L'ESPACE ET DU TEMPS

A côté de son aspect mathématique, à côté de ses conséquences pratiques sur la possibilité d'utiliser l'énergie intra-atomique, la relativité avait aussi un aspect philosophique. Elle exigeait une véritable révolution dans les habitudes de pensée, particulièrement en ce qui concerne les notions d'espace et de temps. Elle exigeait aussi l'abandon définitif, à partir de certaines vitesses, des explications mécaniques traditionnelles. Avec Einstein, Langevin est certainement celui qui a le mieux su comprendre, dès le début, le sens et la portée de cette révolution.

C'est au Congrès de Philosophie de Bologne qu'il en exposa pour la première fois les grandes lignes à l'usage d'un public cultivé sans doute, mais dépourvu, en général, de connaissances mathématiques très approfondies. Cet exposé^[21] est un véritable chef-d'oeuvre, d'autant plus admirable qu'il est encore tout proche de la naissance des théories nouvelles. Un relativiste n’aurait aujourd’hui encore pas un mot à y reprendre, sauf, peut-être, le terme éther que Langevin continue à utiliser comme il le faisait dans la physique des électrons et auquel il ne renoncera définitivement qu’après le développement de la relativité générale^[22].

On notera également dans les premières lignes que la notion de « synthèse » entre théories opposées qui jouait déjà un grand rôle dans la physique des électrons, se précise encore davantage dans le sens du matérialisme dialectique, puisque Langevin parle de la théorie nouvelle qui en absorbe d’autres « après être entrée en conflit avec elles ». Langevin, à cette époque, avait, au point de vue politique, une grande admiration pour Jean Jaurès^[23]. Il est vraisemblable que si le grand tribun socialiste et le parti prolétarien dont il était l’un des dirigeants avaient attaché plus d’importance à la diffusion et à l’approfondissement de la théorie marxiste^[24], la pensée de Langevin, au lieu de chercher des analogies parfois lointaines dans le darwinisme, comme dans le texte ci-après, aurait trouvé beaucoup plus tôt la forme dialectique qui lui convenait.

L’attention des physiciens s’est trouvée récemment ramenée vers les notions fondamentales de l’espace et du temps que de nouveaux faits expérimentaux les obligent à remanier ; rien ne peut mieux montrer l’origine empirique de ces notions que leur adaptation progressive, non terminée encore, aux données de plus en plus subtiles de l’expérience humaine.

Je voudrais montrer que la forme, insuffisamment analysée d’ordinaire, sous laquelle ces notions se présentaient jusqu’ici, était déterminée, conditionnée, par une synthèse particulière et provisoire du monde, par la théorie mécaniste. Notre espace et notre temps étaient ceux exigés par la mécanique rationnelle.

À la synthèse nouvelle, de plus en plus puissante, que représente la théorie électromagnétique des phénomènes physiques, correspondent un espace et un temps, un temps surtout, autres que ceux de la Mécanique, et en faveur desquels nos moyens actijels d’ipvestigation expérimentale viennent de se prononcer. Il est particulièrement remarquable que le perfectionnement croissant de nos méthodes de mesure, dont la précision a pu être poussée pour certaines au delà du milliardième, nous oblige à continuer encore aujourd’hui l’adaptation aux faits des catégories les plus fondamentales de notre pensée. Il y a là, pour le philosophe, une occasion excellente de pénétrer la nature intime de ces catégories en les trouvant encore en voie d’évolution, en les voyant vivre et se transformer sous ses yeux.

Il n’y a ni espace, ni temps à priori : à chaque moment, à chaque degré de perfectionnement de nos théories du monde physique, correspond une conception de l’espace et du temps. Le mécanisme impliquait la conception ancienne, l’Électromagnétisme en exige une nouvelle dont rien ne nous permet de dire qu’elle sera définitive.

Il est d’ailleurs difficile à notre cerveau de s’habituer à ces formes nouvelles de la pensée : la réflexion y est particulièrement délicate et ne pourra être aidée que par la formation d’un langage adéquat.

C’est la tâche à laquelle, pour faciliter l’évolution de l’espèce humaine, philosophes et physiciens doivent aujourd’hui collaborer.

Mécanique classique
ou électromagnétisme

Tous les êtres vivants ont une puissance d’expansion intérieure et spontanée d’autant plus grande qu’ils sont mieux adaptés au milieu dans lequel ils ont pris naissance. Quand, par suite de cette expansion, une rencontre a lieu entre individus ou espèces, il peut y avoir adaptation mutuelle, ou, si l’accord est impossible, conflit avec survivance du plus apte qui, en général, s’assimile la substance de l’autre et lui impose une forme, nouvelle que la vie semble avoir jugée meilleure.

Il en est de même pour nos théories physiques : certaines sont particulièrement bien constituées, ont brillamment réussi dans l’interprétation, dans le groupement d’une catégorie de faits expérimentaux, matière à laquelle elles imposent une forme ; elles se développent ensuite spontanément suivant cette forme, ce rythme qui leur est propre en prenant pour substance de l’édifice qu’elles construisent les faits déjà connus, mais épars, puis ceux qu’elles conduisent à découvrir, et enfin ceux déjà constitués en synthèse sous forme de théories différentes que la nouvelle absorbe après être entrée en conflit avec elles.

De même que le travail de construction des êtres vivants est facilité par les synthèses organiques déjà réalisées dans les autres êtres dont ils s’alimentent, la théorie nouvelle conserve et utilise plus ou moins complètement les groupements de faits déjà constitués par les théories dont elle a triomphé.

Nous assistons en ce moment à un conflit de ce genre entre deux conceptions du monde particulièrement importantes et belles : la Mécanique rationnelle de Galilée et de Newton d’une part et d’autre part la théorie électromagnétique sous la forme adulte que lui ont donnée Maxwell, Hertz et Lorentz.

La Mécanique rationnelle fut créée pour l’interprétation des phénomènes du mouvement visible et elle y réussit de manière admirable. Tout l’effort scientifique du xviii^e siècle et d’une grande partie du xix^e fut consacré à étendre cette puissance d’explication à l’ensemble des phénomènes physiques en appliquant ces mêmes lois aux mouvements invisibles de particules matérielles ou de fluides variés.

Ainsi se développa la doctrine connue sous le nom de mécanisme, par fusion de la Mécanique rationnelle et des hypothèses atomistiques. Le succès fut grand dans certains domaines, dans la théorie cinétique des fluides par exemple, moindre dans d’autres comme ceux de l’élasticité et de l’Optique.

Il ne faut pas oublier à ce propos qu’en rendit souvent responsable des insuccès du mécanisme la seule conception atomistique, aujourd’hui cependant définitivement établie sur des faits expérimentaux indiscutables, et dont l’association avec la théorie électromagnétique s’est montrée depuis quinze ans d’une si remarquable fécondité. Ce qui semble en réalité être sujet à caution, c’est l’application aux mouvements invisibles des lois de la Mécanique établies d’abord pour les mouvements visibles et qui, même pour ceux-ci, ne représentent plus qu’une première approximation, d’ailleurs excellente.

La théorie des phénomènes électromagnétiques, telle que nous la possédons aujourd’hui, est certainement indépendante des lois prescrites au mouvement de la matière par la Mécanique rationnelle, bien que celle-ci semble intervenir dans certaines définitions fondamentales : la meilleure preuve de cette indépendance est fournie par les contradictions qui s’élèvent actuellement entre les deux synthèses.

L’Electromagnétisme est aussi remarquablement adapté à son domaine primitif que la Mécanique rationnelle a pu l’être au sien ; avec ses notions très spéciales d’un milieu qui transmet les actions de proche en proche, de champs électrique et magnétique caractérisant l’état de ce milieu, avec la forme très particulière des relations qu’il énonce entre les variations simultanées de ces champs dans l’espace et dans le temps, l’Électromagnétisme constitue une discipline, un mode de pensée tout à fait à part, tout à fait distinct de la Mécanique, et doué d’une force d’expansion étonnante puisqu’il s’est assimilé sans aucun effort l’immense domaine de l’Optique et de la chaleur rayonnante devant lequel le mécanisme était resté impuissant, et qu’il y provoque chaque jour des découvertes nouvelles. L’Électromagnétisme a conquis la plus grande partie de la Physique, envahi la Chimie et groupé un nombre immense de faits jusque là sans forme et sans lien.

De nos deux théories adverses, la première possède les titres de noblesse d’un passé déjà ancien, l’autorité d’avoir vu vérifier ses lois par les astres les plus lointains comme par les molécules les plus ténues des gaz ; la seconde, plus jeune et plus vivante, s’adapte infiniment mieux à la Physique entière et possède une force intérieure de croissance que l’autre semble avoir perdue.

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IMPOSSIBILITÉ DE METTRE EN ÉVIDENCE UN MOUVEMENT DE TRANSLATION ABSOLU

Ces caractères divergents ont été mis récemment en évidence par des faits expérimentaux nouveaux, par le résultat négatif de toutes les expériences, dont certaines d’une extraordinaire délicatesse, qui ont été tentées pour essayer de mettre en évidence le mouvement de translation uniforme d’ensemble d’un système matériel par des expériences intérieures à ce système, pour saisir le mouvement de translation absolu.

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Comme la Terre, dans son mouvement annuel, possède une vitesse de translation qui varie constamment de quantités allant jusqu’à soixante kilomètres par seconde pour la vitesse relative correspondant à deux positions du globe diamétralement opposées sur l’orbite, on pouvait espérer qu’au moins à certains moments de l’année des observateurs liés à la Terre ainsi que leurs appareils se mouvraient par rapport à l’éther avec une vitesse de cet ordre et pourraient réussir à mettre leur mouvement en évidence.

On pouvait l’espérer, car en combinant les équations fondamentales de l’Électromagnétisme, supposées exactes pour des observateurs fixes dans l’éther, avec les notions ordinaires de l’espace et du temps telles que la Mécanique rationnelle les exige, on trouvait que ces équations devaient changer de forme pour des observateurs en mouvement dans l’éther, et que les différences, pour des vitesses de l’ordre de celles de la Terre sur son orbite, devaient être visibles dans certaines expériences d’une extraordinaire délicatesse.

Or le résultat s’est trouvé constamment négatif et, indépendamment de toute interprétation, nous pouvons énoncer comme un fait expérimental le contenu du principe suivant, dit de relativité :

Si divers groupes d’observateurs sont en translation les uns par rapport aux autres (tels des observateurs liés à la Terre pour diverses positions de celle-ci sur son orbite) tous les phénomènes mécaniques et physiques suivant les mêmes lois pour tous ces groupes d’observateurs. Aucun d’eux, par des expériences intérieures au système matériel qui lui est lié, ne pourra mettre en évidence la translation uniforme d’ensemble de ce système.

Au point de vue électromagnétique on peut encore dire que les équations fondamentales, sous leur forme ordinaire, sont vérifiées pour tous ces groupes d’observateurs à la fois, que tout se passe pour chacun d’eux comme s’il était immobile par rapport à l’éther.

NÉCESSITÉ D’UN CHOIX

C’est donc un fait expérimental que les équations entre grandeurs physiques par lesquelles nous traduisons les lois du monde extérieur, doivent se présenter exactement sous la même forme pour divers systèmes de références en translation uniforme les uns par rapport aux autres.

Il faut choisir : si nous voulons conserver une valeur absolue aux équations de la Mécanique rationnelle, au mécanisme, ainsi qu’à l’espace et au temps qui leur correspondent, il nous faut considérer comme fausses celles de l’Electromagnétisme, renoncer à la synthèse admirable dont j’ai parlé plus haut, revenir en Optique par exemple à une théorie de l’émission avec toutes les difficultés qu’elle entraîne et qui l’ont fait rejeter voici plus de cinquante ans. Si nous voulons au contraire conserver l’Electromagnétisme, il faut adapter notre esprit aux conceptions nouvelles qu’il exige pour l’espace et le temps et envisager la mécanique rationnelle comme n’ayant plus qu’e la valeur d’une première approximation, largement suffisante d’ailleurs lorsqu’il s’agit de mouvements dont la vitesse ne dépasse pas quelques milliers de kilomètres par seconde. L’Électromagnétisme, ou des lois de Mécanique admettant le même groupe de transformation que lui, permettraient seuls d’aller plus loin et prendraient la place prépondérante que le mécanisme assignait à la Mécanique rationnelle.

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Dans les pages suivantes que nous avons dû supprimer comme trop techniques, Langevin expose alors le caractère très particulier des équations de la mécanique nouvelle qui permettent de passer d’un système de référence à un autre. Il montre que la longueur d’une règle peut varier suivant les observateurs, que, de même, l’ordre de succession de certains couples d’événements, mais pas de tous, peut parfois être inversé. Il étudie ensuite l’effet des mouvements accélérés et, pour mieux montrer les modifications de la durée dans la nouvelle théorie, imagine sa célèbre hypothèse du boulet.

Le Boulet de Langevin

Supposons que deux portions de matière se rencontretit une première fois, se séparent, puis se retrouvent. Nous pouvons affirmer que des observateurs liés à l’une et à l’autre pendant la séparation n’auront pas évalué de la même manière la durée de celle-ci, n’auront pas vieilli autant les uns que les autres. Il résulte de ce qui précède que ceux-là auront le moins vieilli dont le mouvement pendant la séparation aura été le plus éloigné d’être uniforme, qui auront subi le plus d’accélérations.

Cette remarque fournit le moyen, à celui d’entre nous qui voudrait y consacrer deux années de sa vie, de savoir ce que sera la Terre dans deux cents ans, d’explorer l’avenir de la Terre en faisant dans la vie de celle-ci un saut en avant qui pour elle durera deux siècles et pour lui durera deux ans, mais ceci sans espoir de retour, sans possibilité de venir nous informer du résultat de son voyage puisque toute tentative du même genre ne pourrait que le transporter de plus en plus avant.

Il suffirait pour cela que notre voyageur consente à s’enfermer dans un projectile que la Terre lancerait avec une vitesse suffisamment voisine de celle de la lumière, quoique inférieure, ce qui est physiquement possible, en s’arrangeant pour qu’une rencontre, avec une étoile par exemple, se produise au bout d’une année de la vie du voyageur et le renvoie vers la Terre avec la même vitesse. Revenu à la Terre ayant vieilli de deux ans, il sortira de son arche et trouvera notre globe vieilli de deux cents ans si sa vitesse est restée dans l’intervalle inférieure d’un vingt-millième seulement à la vitesse de la lumière. Les faits expérimentaux les plus sûrement établis de la physique nous permettent d’affirmer qu’il en serait bien ainsi.

Il est amusant de se rendre compte comment notre explorateur et la Terre se verraient mutuellement vivre s’ils pouvaient, par signaux lumineux ou par télégraphie sans fil, rester en communication constante pendant leur séparation, et de comprendre ainsi comment est possible la dissymétrie entre les deux mesures de la durée de séparation.

Pendant qu’ils s’éloigneront l’un de l’autre avec une vitesse voisine de celle de la lumière, chacun d’eux semblera à l’autre fuir devant les signaux électromagnétiques ou lumineux qui lui sont envoyés, de sorte qu’il mettra un temps très long pour recevoir les signaux émis pendant un temps donné. Le calcul montre ainsi que chacun d’eux verra vivre l’autre deux cents fois plus lentement qu’à l’ordinaire. Pendant l’année que durera pour lui ce mouvement d’éloignement, l’explorateur ne recevra de la Terre que des nouvelles des deux premiers jours après son départ ; pendant cette année il aura vu la Terre accomplir les gestes de deux jours. D’ailleurs, pour la même raison, les radiations qu’il recevra de la Terre pendant ce temps auront pour lui une longueur d’onde deux cents fois plus grande que pour elle. Ce qui lui semblera radiation lumineuse par laquelle il pourra voir la Terre aura été émis par celle-ci comme rayonnement ultra-violet extrême, voisin peut-être des rayons de Rœntgen.

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Pendant le retour les conditions seront inversées : chacun d’eux verra vivre l’autre d’une vie singulièrement accélérée, deux cents fois plus rapide qu’à l’ordinaire, et pendant l’année que durera pour lui le retour, l’explorateur verra la Terre accomplir les gestes de deux siècles ; on conçoit ainsi qu’il la trouve au retour vieillie de deux cents ans. Il la verra d’ailleurs pendant cette période par l’intermédiaire d’ondes qui pour lui seront lumineuses, mais qui pour elle appartiendront à l’extrême infra-rouge.

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Si l’on cherche maintenant dans quelles conditions un semblable programme pourrait se réaliser, on se heurte, naturellement, à des difficultés matérielles énormes.

La théorie permet de calculer le travail que la Terre devrait dépenser pour lancer, le projectile, pour lui communiquer l’énergie cinétique correspondant à son énorme vitesse. En supposant la masse du boulet égale seulement à une Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/86 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/87 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/88

L’Évolution de l’espace et du temps

RELATIVITE ET MATERIALISME

Langevin continua toute sa vie à s'occuper de la théorie de la relativité. Pendant la guerre de 1914, Einstein avait mis au point une généralisation de la relativité restreinte. Il vint à Paris en 1922^[25], et le succès remporté par ses conférences au Collège de France permit de mettre un point final aux longues discussions des savants et des philosophes français au sujet de la relativité. Il n'y eut plus désormais pour tenter — vainement — de s'opposer aux théories nouvelles que quelques partisans isolés et souvent inintelligents de la mécanique classique. Mais il restait encore fort à faire pour que la relativité fût connue et comprise comme il l'aurait fallu. Une double tâche d'approfondissement et de vulgarisation (au sens le plus élevé du mot) était nécessaire. Paul Langevin s'y consacra avec ardeur, sans cesser pour autant d'enrichir la relativité des résultats de ses propres recherches (sur l'effet Sagnac et sur les mouvements dits « hyperboliques » en particulier). Des nombreuses brochures ou conférences que le grand savant a ainsi consacrées dans cette période à l'exposé des théories d'Einstein, nous donnerons seulement deux extraits particulièrement importants. Dans le premier^[26], Paul Langevin met en évidence le caractère matérialiste des théories relativistes. Sans les citer, sans même y faire allusion dans ce texte essentiellement technique, il n'en réfute pas moins les affirmations des philosophes idéalistes qui cherchaient, — en jouant sur les mots, — à assimiler la relativité scientifique au relativisme philosophique.

De même encore que la géométrie affirme l'existence d'un espace indépendant des systèmes particuliers de coordonnées qui servent à en repérer les points, et permet d'en énoncer les lois sous la forme intrinsèque grâce à l'introduction d'éléments invariants (distances, angles, surfaces, volumes, etc), la physique, par l'intermédiaire du principe de relativité, affirme l'existence d'un Univers indépendant du système de référence qui sert à repérer les événements^[27]. Le principe de relativité, sous la forme restreinte comme sous la forme plus générale que nous examinerons tout à l'heure, n'est donc, au fond, que l'affirmation de l'existence d'une réalité indépendante des systèmes de référence en mouvement tes uns par rapport aux autres à partir desquels nous en observons des perspectives changeantes.

LES GRANDES SYNTHESES DE LA RELATIVITE

Un autre texte fondamental de Paul Langevin, relatif aux théories d'Einstein est la conclusion générale qu'il donna sous forme de conférence aux exposés et aux discussions qui furent consacrés à ce sujet lors de la deuxième semaine organisée par le Centre international de Synthèse en 1932. Nous connaissons déjà par un article de 1911 sur L'Évolution de l'Espace et du Temps sa profonde analyse de la relativité restreinte. Voici maintenant la manière extrêmement pénétrante et, cette fois, nettement dialectique dont il expose la relativité généralisée et sa conséquence philosophique essentielle: la valeur physique de la géométrie, ce qu'on pourrait encore appeler l'absorption de la géométrie par la physique^[28] :

"La relativité généralisée a effectué pour l'espace la même transformation que la relativité restreinte pour le temps. Dans la géométrie naturelle d'Einstein, qui régit effectivement les propriétés spatiales de la matière, les lois géométriques dépendent de toute la matière présente dans l'univers. Le déplacement vers le rouge des raies émises au voisinage d'une grosse masse attirante (le soleil par exemple) traduit expérimentalement la dilatation du temps en présence de la matière. La crise actuelle des quanta est intimement liée, sous un autre aspect, à un découpage trop absolu de ce qui nous entoure. C'est la conception de l'individualité des corpuscules qui est à la base des difficultés que nous rencontrons. Nous avons voulu introduire dans la dynamique intra-atomique la notion assez superficielle d' « individu » et nous nous apercevons aujourd'hui qu'il n'est pas légitime de parler des mouvements de corpuscules individuels à une échelle aussi fine. Il semble bien que la solidarité qui existe entre tous les éléments de l'Univers doive se répercuter dans la structure même de la science. Le processus de pensée que met en évidence le développement de la relativité est essentiellement un processus évolutif, qui consiste à créer des notions nouvelles, en n'attachant pas une valeur absolue aux notions issues d'un contact initial et superficiel avec la nature. En relativité restreinte, les constatations faites par des observateurs en mouvement pouvaient sembler contradictoires. Par exemple, des règles identiques semblaient différentes à différents groupes d'observateurs en mouvement relatif. Par une surie de dialectique hégélienne, la relativité restreinte a levé ces contradictions en construisant une synthèse clans laquelle chacun des faits, en apparence opposés, ne représente qu'un des aspects de l'ensemble. Il est intéressant de remarquer que cette méthode de travail n'est pas nouvelle. La notion même « d'objet » est en réalité très complexe, elle représente la synthèse d'un ensemble de sensations tactiles et visuelles en apparence contradictoires. Et, quand nous « pensons un objet », nous réalisons une synthèse de toutes nos sensations possibles par rapport à cet objet. La relativité de la notion d'objet est à la base de tout notre langage et de notre possibilité de communiquer les uns avec les autres. Il en est de même pour la théorie de la relativité en physique. L'Univers vu par les uns, ou par les autres, paraissait très différent; les contradictions ont disparu grâce à la création d'un objet nouveau. Notre physique est devenue une géométrie de l'Univers. De même que la géométrie pure est la science des figures, la physique est la science de l'ensemble des enchaînements d'événements. Ce processus, qui prolonge celui des diverses branches de la connaissance, n'est qu'un des aspects de l'effort nécessaire d'adaptation de la pensée aux faits, effort commencé depuis que la vie est apparue dans le monde. L'effort scientifique n'est ni arbitraire ni isolé, la science elle-même n'étant qu'un sens commun un peu plus avancé. Le travail scientifique procède comme tout travail humain, il ne peut être poursuivi qu'en gardant le contact avec toutes les ressources de la collectivité humaine. Il en résulte nécessairement que nous ne devons pus laisser limiter à un petit nombre de cerveaux le résultat de nos efforts. Ce que la plupart des hommes connaissent aujourd'hui était, il y a cinquante ans, l'apanage d'un petit nombre d'esprits, et cette progression se poursuivra sans cesse, car les connaissances scientifiques sont un des moments de l'adaptation collective de la pensée aux faits."

Le jugement d'ensemble que Langevin porte ici sur la relativité rejoint celui des plus grands savants soviétiques, Cf. par exemple, l'article de Serguei Ivanovitch Vavilov, président de l'Académie des Sciences de l' U.R.S.S. : Lénine et la physique moderne, La Pensée, n° 23 et, en particulier, la page 31: "Voilà qu'à la place d'un espace vide, de l'espace absolu de Newton..., soudain surgit le monde unifié d'Einstein, dans lequel. les antithèses d'autrefois, masse et espace, sont unies en un tout indivisible, dans lequel les propriétés géométriques sont déterminées par les masses." II est bon de rappeler à ce propos que si certains développements cosmologiques ou cosmogoniques particuliers et purement formels d'Einstein et surtout de ses disciples sont vivement critiqués en U.R.S.S. l'essentiel des thèses relativistes est toujours considéré comme une acquisition positive de la science moderne.

DU RATIONALISME TRADITIONNEL AU MATERIALISME DIALECTIQUE

On a pu remarquer, dans le dernier texte de 1932, la présentation et l'interprétation dialectique des conquêtes de la relativité, les mots « dialectique hégélienne » sont même explicitement employés^[29]. Ainsi la notion de contradiction et la notion de synthèse dont Langevin a compris, dès le début de ses travaux, toute la valeur, mais qu'il essayait d'illustrer ou d'interpréter par des analogies biologiques (Cf. "L'évolution de l'espace et du temps") s'intègrent maintenant dans une nouvelle conception plus riche et plus profonde. Dans cette évolution vers une conception marxiste de la science, bien des causes ont agi : la réflexion personnelle, la curiosité sympathique envers l' U.R.S.S. et le jeune parti communiste français dont le niveau théorique s'élevait peu à peu. Mais il convient aussi de parler de l'action d'un jeune savant, assassiné par les nazis dans la dernière guerre : Jacques Solomon. C'est en 1927, au Congrès de Constantine pour l'avancement des sciences, que Paul Langevin fit connaissance du fils du célèbre radiologiste Iser Solomon, Jacques, qui devait, deux ans plus tard, devenir son gendre.

Jacques Solomon n'avait pas encore vingt ans. Remarquablement doué au point de vue intellectuel, il joignait à un esprit curieux aux tendances encyclopédiques la scrupuleuse honnêteté des hommes de science. Sous l'influence de Paul Langevin, il abandonne ses études de médecine pour passer, peu après, une thèse très brillante qui le classa immédiatement parmi les meilleurs physiciens contemporains. Ainsi s'établit entre le gendre et le beau-père une véritable communauté de pensée qui s'étendit bien vite au delà des horizons propres de la science. Ce fut encore Paul Langevin qui éveilla chez le jeune homme l'intérêt pour les grands problèmes politiques et sociaux. Mais alors que l'illustre physicien, qui avait dû subir tour à tour dans sa jeunesse, le sectarisme puéril des positivistes et l'idéalisme confus et verbeux des bergsoniens, éprouvait une grande défiance à l'égard de tout système philosophique, Jacques Solomon s'attaquait à la lecture des classiques du marxisme et découvrait bientôt la valeur révolutionnaire de l'apport du matérialisme dialectique dans les sciences de la nature... Et le marxisme devint ainsi l'un des thèmes principaux des discussions passionnées des deux hommes de science. Jacques Solomon se rapprochait en même temps du parti communiste auquel il devait adhérer en 1934, au retour d'un voyage en Allemagne où il avait pu prendre connaissance de la riche littérature théorique du parti communiste allemand, et où il avait, peu après, assisté à la prise du pouvoir par Hitler. Quelques temps plus tard, sa femme et l'une de ses belles-soeurs, Mme Luce Langevin, entraient à leur tour au parti. Ainsi se nouaient entre l'illustre savant et le grand parti marxiste français des liens à la fois intellectuels et sentimentaux qui se resserrèrent davantage, dans les années qui suivirent, par l'amitié de nombreux militants, comme Georges Cogniot ou Georges Politzer, et plus encore par des contacts personnels avec Maurice Thorez et d'autres dirigeants. C'est donc sous une influence croissante du marxisme que se placeront désormais les travaux de philosophie scientifique de Paul Langevin, et aussi, comme nous le verrons plus loin, toute son activité politique.

LE DEVELOPPEMENT DES SCIENCES PHYSIQUES PAR CONTRADICTIONS ET SYNTHESES SUCCESSIVES

Nous donnons ci-après un texte de deux ans antérieur aux « Grandes synthèses de la relativité », mais que nous avons ainsi décalé chronologiquement pour que toutes les pages relatives aux théories d'Einstein restent groupées. On trouvera déjà dans ce texte — qui est extrait d'une conférence faite à l'École Normale Supérieure, une influence très nette du marxisme. On y verra aussi apparaître le souci qui préoccupera Langevin jusqu'à la lin de sa vie, de trouver une solution matérialiste correcte, une solution matérialiste dialectique, des nouvelles contradictions qui venaient de se révéler en physique, à l'échelle de l'atome et qui devaient donner lieu à un nouveau débordement d'idéalisme de la part des savants et des philosophes réactionnaires^[30].

"Plus peut-être que tout autre science, la physique se montre en ce moment particulièrement vivante. Elle présente, de ce fait des caractères assez complexes. On y rencontre des formes d'activité diverses, expérimentales et théoriques; des tendances différentes ou même divergentes s'y manifestent et donnent lieu à des oppositions de divers ordres allant parfois jusqu'à la contradiction. Et cependant, à travers des remaniements constants et de plus en plus profonds, nous voyons augmenter sans cesse la somme des résultats acquis, des relations établies entre des phénomènes en apparence indépendants, des synthèses partielles préparant la synthèse plus haute vers laquelle tend notre effort. La plus fondamentale de ces oppositions est celle qui existe entre l'expérience et la théorie. C'est à travers elle que se développent les progrès de la Physique. Le but du physicien est en effet de construire une représentation adéquate de la réalité à partir de notions et d'hypothèses suggérées par l'expérience et développées déductivement sous forme de théories. Les conséquences de celles-ci doivent, d'autre part, se poursuivre d'accord avec les faits sous le contrôle incessant des vérifications expérimentales. Le désaccord fréquent entre les prévisions de la théorie et les résultats expérimentaux exige des modifications souvent très profondes de la représentation théorique et même un complet bouleversement de celle-ci; nous en trouverons des exemples dans le développement de la théorie de la relativité et, à un degré peut-être encore plus élevé, dans la crise actuelle des quanta qui se traduira par une transformation très profonde des idées en apparence les mieux établies sur la structure de la matière et du rayonnement, ainsi que sur les relations entre les deux constituants essentiels de l'univers physique. C'est à travers une série continue de contradictions et d'oppositions entre l'expérience et la théorie que celle-ci trouve les conditions nécessaires à son développement. Un caractère essentiel de la période actuelle est que les conflits de ce genre deviennent plus aigus et les progrès plus rapides à mesure que les ressources dont disposent l'expérience et la théorie deviennent de plus en plus puissantes, en raison même des progrès accomplis. Les méthodes expérimentales qui nous permettent d'interroger la nature ont acquis et acquièrent constamment une délicatesse et une précision dépassant de beaucoup les moyens dont disposaient les physiciens à une époque relativement récente. En moins de quarante ans, les mesures ont atteint une précision extraordinaire en électromagnétisme et en optique. Dans ce dernier domaine, qui se confond d'ailleurs aujourd'hui avec le premier, les méthodes interférentielles permettent de constater l'égalité de deux longueurs de l'ordre du mètre avec une précision supérieure au dix-milliardième, surpassant la précision des mesures de temps en astronomie. La mesure des masses par la balance atteint une précision moins grande mais encore très considérable, puisqu'on va presque au milliardième sur une masse d'un kilogramme. Comme l'a montré, en particulier, la fameuse expérience de Michelson, ces très hautes précisions se sont montrées nécessaires pour permettre à l'expérience de répondre aux questions de plus en plus précises posées par la théorie. Le développement de la théorie fondé sur l'expérience, nous permet à son tour de mieux comprendre les conditions de celle-ci et d'en augmenter constamment la précision en perfectionnant les instruments et en prenant de mieux en mieux les précautions nécessaires. L'histoire récente de la Physique fournit de continuels exemples de cette fécondation réciproque, de la théorie par l'expérience et de l'expérience par la théorie. Indépendamment de leurs actions et réactions mutuelles, l'expérience et la théorie trouvent extérieurement des appuis et des ressources, la première du côté de la technique, issue de notre science qu'elle féconde à son tour, et la seconde du côté des mathématiques auxquelles elle apporte aussi un stimulant précieux. Il est cependant juste et remarquable que parmi les constructions abstraites réalisées par les mathématiciens en prenant pour guide exclusif leur besoin de perfection logique et de généralité croissante, aucune ne semble devoir rester inutile au physicien. Par une harmonie singulière, les besoins de l'esprit, soucieux de construire une représentation adéquate du réel, semblent avoir été prévus et devancés par l'analyse logique et l'esthétique abstraite du mathématicien^[31]. Le souci de rigueur et de généralité sans lequel ne se seraient développés ni les géométries non euclidiennes ni l'instrument analytique parallèle du calcul différentiel absolu, a préparé, sans l'avoir prévu, le langage dont avaient besoin, pour s'exprimer et entrer en contact avec l'expérience les idées nouvelles de la relativité généralisée. Il a fallu, pour résoudre le mystère de la gravitation, faire appel à ces constructions abstraites, si éloignées en apparence de toute application. S'il nous est possible aujourd'hui d'entrevoir avec Einstein la réalisation d'une théorie physique et unitaire cohérente, comprenant dans une même synthèse l'électromagnétisme et la gravitation, c'est grâce au développement préalable de géométries encore plus générales que celles, imaginées par Riemann, qui avaient suffi pour rendre compte de la gravitation dans la première période de la relativité généralisée. (...)

Ainsi se constitue une mécanique ondulatoire, dans laquelle disparaît, à l'échelle corpusculaire, la notion de trajectoire individuelle ou d'orbite, exactement comme en optique disparaît la notion de rayon quand les dimensions des appareils cessent d'être grandes par rapport à la longueur d'onde. De même que l'optique ondulatoire a permis d'aller au delà de l'optique des rayons ou optique géométrique dont elle rend compte comme première approximation, la mécanique ondulatoire complète la mécanique des trajectoires ou mécanique géométrique, lorsque celle-ci cesse de s'appliquer, à l'échelle corpusculaire.

L'opposition entre rayonnement et matière cesse ainsi de se confondre avec l'opposition entre le continu et le discontinu. Du côté du rayonnement, comme du côté de la matière, il est nécessaire, au moins pour l'instant, d'associer un élément continu, ondulatoire, à un élément discontinu, corpusculaire. D'un côté comme de l'autre une synthèse est nécessaire et s'élabore actuellement pour préciser le lien entre l'onde et le corpuscule, lien que nous exprimons provisoirement sous une forme statistique où l'onde, pour la lumière comme pour la matière, détermine la probabilité de présence du corpuscule associé. C'est la tâche principale vers laquelle est orienté aujourd'hui l'effort des physiciens.

Je me suis efforcé de mettre en évidence le rôle considérable joué, dans le développement récent de la physique, par l'analyse critique des notions anciennes et par la construction de notions fondamentales nouvelles mieux adaptées à la représentation de la réalité. Une évolution rapide, exigée par la précision croissante et par l'accumulation des données expérimentales, a renouvelé dans l'espace de trente ans les idées en apparence les mieux établies et les a libérées d'une grande partie de l'a priori qu'elles contenaient.

Loin d'être achevée, cette action se poursuit. La critique de la notion d'observation par Heisenberg pose en ce moment la question des limites du déterminisme et atteint les bases mêmes sur lesquelles nous croyons possible de construire une science du réel. Le fait rappelé plus haut comme conséquence de l'existence des quanta, qu'il est impossible de suivre le mouvement individuel d'un corpuscule sans le troubler profondément, a conduit Werner Heisenberg à énoncer un principe dit d'indétermination, d'où résulterait l'impossibilité expérimentale d'atteindre autre chose que des lois statistiques. Le comportement individuel des corpuscules de matière ou de lumière échapperait à toute possibilité de prévision et par conséquent à tout déterminisme. En physique, comme en démographie, des lois de moyennes d'autant plus précises qu'elles concerneraient un nombre plus grand de cas individuels, recouvriraient une indétermination fondamentale de chaque cas particulier. Il convient d'attendre, pour se prononcer sur un si grave sujet, et de faire confiance, ici encore, à la réflexion critique sur la signification exacte des mots et des idées. La recherche d'un déterminisme est à tel point le mobile essentiel de tout effort de construction scientifique, qu'on doit se demander, lorsque la nature laisse une question sans réponse, s'il n'y a pas lieu de considérer la question comme mal posée et d'abandonner la représentation qui l'a provoquée."

Langevin étudie ensuite les oppositions entre rayonnement et matière et entre continu et discontinu. Comme ces idées se trouveront exprimées dans des conférences ultérieures, nous nanti contenterons de donner la conclusion relative la mécanique ondulatoire dont Louis de Broglie venait de poser les fondements.

Cette correspondance, au premier aspect un peu mystérieuse, entre les produits de notre cerveau et les phénomènes naturels, lui paraissait, comme à beaucoup de rationalistes, un motif de plus pour avoir confiance en la raison de l'homme et en sa capacité d'expliquer l'univers. Engels a donné l'explication matérialiste dialectique de cette correspondance indéniable, en faisant remarquer ("Anti-Dühring", Éditions Sociales, Paris, 1950, p. 71) que la mathématique, issue des besoins des hommes, peut ensuite être opposée au monde réel comme quelque chose d'autonome, et il ajoute : « C'est ainsi et non autrement que la mathématique pure est, après coup, appliquée au monde, bien qu'elle en soit précisément tirée et ne représente qu'une partie des formes qui le composent — ce qui est la seule raison pour laquelle elle est applicable. »

LA PHYSIQUE NOUVELLE DE L'ATOME

Des nombreux articles ou conférences que Paul Langevin a consacrés à l'étude des difficultés rencontrées par la physique moderne de l'atome, nous avons seulement, pour éviter d'inévitables redites, extrait trois textes. Nous avons donné presque intégralement tout d'abord, l'article sur la Physique moderne et le déterminisme, qui parut à la veille de la guerre dans le premier numéro de la Pensée. C'est une remarquable analyse de la question telle qu'elle se présentait à cette époque au double point de vue scientifique et philosophique. C'est aussi une première réponse à l'interrogation par quoi se terminait, dix ans plus tôt, l'article de "l'Orientation actuelle dans les Sciences". A la suite de ce texte fondamental, nous nous sommes permis, sans respecter strictement l'ordre chronologique, de donner deux autres extraits, l'un de la brochure sur La notion de corpuscules et d’atomes, l'autre d'un exposé sur Statistique et déterminisme, qui illustrent et commentent ce que dit l'article de la Pensée sur l'évolution nécessaire de la notion d'objet d'une part, et sur le caractère plus « humain » du nouveau déterminisme de l'autre. On trouvera ensuite deux écrits de la même époque qui montrent à quel intense travail d'éclaircissement philosophique à la lumière du matérialisme dialectique, se consacrait alors Paul Langevin : un texte sur le positivisme et une discussion sur la matière vivante et l'interdépendance des phénomènes naturels.

La physique moderne et le déterminisme

La Pensée, première année, numéro 1 (avril-mai-juin 1939), pages 1-14. Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/105 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/106 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/107 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/108 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/109 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/110 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/111 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/112 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/113 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/114 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/115 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/116 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/117 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/118 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/119 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/120 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/121 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/122 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/123 Page:Langevin - La Pensée et l'action, 1950.djvu/124

CRITIQUE DE LA NOTION D'OBJET

Extrait d'une conférence fait le 15 octobre 1933, à la séance inaugurale de la réunion internationale de Chimie physique, conférence publiée dans les Actualités scientifiques, sous le titre La notion de corpuscules et d’atomes, Hermann, Paris, 1934, pp. 44-46.

"La notion d'un objet isolable, c'est quelque chose qui, au fond, est singulièrement abstrait; c'est une synthèse accomplie depuis long-temps par nos ancêtres contre un grand nombre d'apparences et de sensations, diverses et même parfois contradictoires, les unes tactiles, les autres visuelles, les unes individuelles, les autres collectives; grâce à cette notion de l'objet, non seulement nous groupons, nous synthétisons nos expériences individuelles, mais encore nous pouvons communiquer les uns avec les autres et confronter, humaniser nos représentations. Quand je regarde cet objet, son idée évoque en moi l'aspect qu'il peut avoir pour Perrin qui est en face de moi, et qui ne sera pas le même que pour moi. Il y a là une véritable construction qui a été abstraite au début, et qui s'est colorée de concret à mesure que nous nous en servions. Le concret c'est de l'abstrait rendu familier par l'usage. La notion d'objet, abstraite à l'origine, arbitrairement découpée dans l'univers, nous est devenue familière à tel point que certains d'entre nous pensent que nous ne pouvions pas utiliser autre chose comme base pour construire notre représentation du monde. Ils croient que le corpuscule, extrapolation poussée à la limite de la notion d'objet, est et sera toujours indispensable à notre esprit pour interpréter le réel. J'ai pour ma part, plus de confiance dans les possibilités de notre évolution mentale. Ce n'est pas seulement la notion d'objet qui, primitivement abstraite, nous est devenue familière par l'usage depuis un passé lointain; nous voyons, dans notre expérience récente, des notions très abstraites et difficilement assimilables au début, se colorer de concret à mesure que se formait l'habitude, qu'elles s'enrichissaient de souvenirs et d'associations d'idées. Je citerai des notions comme celle du potentiel, par exemple. Dans ma jeunesse, il n'en était d'abord pas question; puis on a commencé d'en parler avec beaucoup de prudence. Le premier qui l'a introduite ici dans son enseignement était mon prédécesseur Eleuthère Mascart au Collège de France; il s'est fait railler, en particulier, par l'abbé Moigno qui rédigeait un journal scientifique, Le Cosmos, où Mascart était traité de « Don Quichotte » et de « Chevalier du potentiel ». Aujourd'hui nous avons reçu la culture nécessaire et nous sommes habitués. Quand on parle de la différence de potentiel entre deux bornes électriques, nous sentons de quoi il s'agit; nous avons associé cette idée à un nombre suffisant d'expériences intellectuelles ou physiologiques pour avoir coloré de concret ce qui était primitivement défini de manière abstraite... L'ouvrier électricien sait très bien que cette notion d'une grandeur qui se mesure en volts, correspond au fait qu'il peut être secoué s'il se trouve toucher les bornes dans des conditions favorables, ou bien au fait qu'une lampe luise entre les deux bornes rougira ou sautera et qu'un voltmètre placé dans les mêmes conditions déviera. Il est tellement familier avec les manifestations concrètes de la différence de potentiel qu'il désigne celle-ci du nom familier de «jus». Cela prouve que la notion a cessé d'être abstraite pour lui. Tout en faisant l'usage le meilleur possible de notre outillage intellectuel héréditaire, nous devons être convaincus qu'une confrontation prolongée avec l'expérience nous permettra de colorer et de rendre concrètes les notions qui sont contenues en puissance dans les équations de la nouvelle dynamique et que nous avons le devoir d'en dégager, ou les notions entièrement nouvelles qu'il pourra être nécessaire d'introduire."

DETERMINISME MECANIQUE ET DETERMINISME ONDULATOIRE

Extrait de Statistique et déterminisme, exposé fait par M. Langevin à la 7ème Semaine internationale de Synthèse et publié dans le recueil La statistique, ses applications, les problèmes qu'elles soulèvent, Presses Universitaires de France, Paris, 1944, pp. 248-249, 288-289.

"L'expression la plus pure et la plus suggestive de cette foi déterministe est peut-être celle de l'énoncé bien connu qu'en a donné Laplace, en y introduisant, très justement d'ailleurs, l'hypothèse atomique... « Une intelligence qui, pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la nature est animée et la structure respective des êtres qui la composent, si d'ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données à l'analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l'univers et ceux du plus léger atome; rien ne serait incertain pour elle, et l'avenir comme le passé serait présent à ses yeux, tous les efforts de l'esprit humain tendent à le rapprocher sans cesse de l'intelligence que nous venons de concevoir, mais dont il restera toujours infiniment éloigné. Il est à peine besoin de souligner le caractère surhumain et quasi inhumain de l'idéal, ainsi proposé à la Science, et l'allusion explicite à un esprit supérieur et omniscient dont Laplace, un peu contradictoirement, jugeait, paraît-il, l'hypothèse inutile. Si j'insiste sur cette liaison, qui paraît nécessaire, entre la notion même d'un déterminisme absolu du type mécaniste et celle de l'existence d'une conscience assez vaste pour le suivre dans tous ses détails, c'est que, tout récemment, Max Planck lui-même, à propos des difficultés soulevées par la théorie des quanta qu'il a créée, renouvelant de manière assez paradoxale la fameuse preuve ontologique^[32], déduit de sa foi dans un déterminisme absolu la nécessité de l'existence de la conscience universelle postulée dans la définition même de ce déterminisme. J'ajoute encore que sur le plan de l'action, cette conception du déterminisme absolu conduit au fatalisme, à l'inutilité de tout effort humain devant l'implacable déroulement des faits contenus jusqu'au moindre détail dans l'impulsion initialement reçue par l'Univers. Notre Science, issue des besoins de l'action et qui s'est avérée, si puissante pour féconder l'action ne peut pas, sans s'exposer à de graves contradictions internes, placer à sa base une doctrine qui aboutit à nier la possibilité même de l'action. Une confrontation de plus en plus large avec l'expérience ne devait pas tarder à modifier l'ambitieux idéal proposé par le mécanisme à la Science en le ramenant à des proportions plus humaines, à travers les conflits d'idées qui dominent toute l'histoire de la physique depuis plus d'un siècle. Dans l'ancienne physique rien ne s'opposait, en principe, à ce que l'absence de répercussion de l'observation sur le système observé puisse être maintenue même lorsqu'il s'agit de systèmes de plus en plus petits, de plus en plus simples, de corpuscules isolés, en particulier; aucun minimum d'action ne limitait l'intervention nécessaire à la mesure. Il en est autrement dans la physique nouvelle, du fait de l'existence du quantum h au-dessous duquel aucune action ne peut descendre... Les sciences de la vie, histoire naturelle des êtres vivants, anatomie, physiologie, psychologie, présentent à ce point de vue des difficultés particulières puisqu'il est quasiment impossible d'observer et à plus forte raison d'expérimenter dans ces domaines sans que l'objet, et son comportement, soient plus ou moins troublés par l'intervention du sujet. J'insiste encore sur le fait que les nouvelles conceptions rendent également la science plus humaine et plus proche de la vie grâce à leurs conséquences d'ordre moral. Loin de conduire au fatalisme devant la marche inéluctable de l'Univers-projectile au sens de Laplace, le nouveau déterminisme est une doctrine d'action, bien conforme au rôle que doit jouer la science, ses origines, à ses buts. Tout d'abord l'action devient possible puisque, grâce au halo ondulatoire, le présent ne détermine, ne contient l'a venir qu'avec une précision décroissante à mesure que celui-ci devient plus lointain ; aucune connaissance du présent, si parfaite soit-elle, ne permet de prévoir que des probabilités de plus en plus éloignées de la certitude à mesure que l'anticipation devient plus importante. De plus, les possibilités de prévision nécessaires pour diriger l'action et la rendre efficace augmentent avec l'importance de notre information et celle-ci exige l'intervention de l'observateur, c'est-à-dire l'action. Au lieu de nous écraser sous le poids d'un univers qui nous est étranger et dont le destin est déterminé une fois pour toutes en dehors de nous, le nouveau déterminisme réalise la synthèse du sujet et de l'objet, de l'homme et du monde qu'il lui appartient de transformer grâce à une information et par conséquent à des moyens d'action constamment enrichis par le développement de la science, c'est-à-dire par l'action elle-même."

CRITIQUE DU POSITIVISME^[33]

Malgré ses succès, je voudrais insister sur le fait que cette doctrine positiviste est assez étroite… Il y a dans les affirmations trop tranchées du positivisme actuel, une référence trop directe à l’expérience immédiate qui nous confine dans le présent de celle-ci.

Cette doctrine, d’un esprit plus précis et plus étroit, nie l’histoire, car elle n’a aucune possibilité de remonter dans le passé dans le sens d’une expérience immédiate. Ce qui, pour nous, est l'histoire, dira-t-on, c'est l'expérience immédiate que l'on peut tirer de celle des faits du passé. Les difficultés qui existent du côté du passé existent également du côté de l'avenir, et comme l'a justement fait remarquer Hans Reichenbach, l'un de ses théoriciens les plus remarquables, le positivisme est obligé de faire jouer un rôle spécial à l'induction, d'où une source de grosses difficultés. La preuve que cette doctrine, livrée à elle-même, se ferme volontiers l'avenir et est une doctrine statique, c'est que son premier auteur, Auguste Comte, n'avait pas craint de fixer des limites aux possibilités de la chaîne expérimentale; il avait considéré que jamais nous ne pourrions connaître ce qui se passe dans les étoiles. Très peu de temps après, un démenti lui fut donné par la découverte de la spectroscopie; et ce matin même, nous avons pu entendre Sir Arthur Eddington parler de la température, de l'état de désagrégation des atomes, et faire une chimie nucléaire de l'intérieur des étoiles. Il est certain qu'en faisant jouer un rôle essentiel à la traduction des affirmations des lois scientifiques en langage d'expérience, c'est-à-dire en langage de sensations, cette doctrine prend volontiers une attitude opposée au réalisme^[34]. Je crois que les physiciens se lieraient d'une façon bien étroite et gênante s'ils renonçaient au mot de réalité et vous sentirez ensuite que, personnellement, je suis réaliste; je crois qu'il est difficile d'être un physicien expérimental sans croire à la réalité, non seulement des autres physiciens, mais aussi du monde. Et, si l'on considère comme dépourvue de sens toute affirmation concernant la réalité du monde extérieur, si l'on considère le caractère essentiellement collectif de notre science comme résultant de notre contact commun, de nos réalités et de nos communications, dans lesquelles nous postulons notre existence réciproque, si l'on parle d'une intersubjectivité, j'avoue que je vois bien des subjectivités, mais je ne vois pas comment on peut parler d'intersubjectivités, car alors chacun d'entre nous est enfermé dans un rôle de sujet, sentant et pensant, mais sentant en incitation à l'action, puisqu'il n'y a pas de réalité extérieure sur laquelle nous soyons incités à agir. Cette attitude est donc essentiellement critique, analytique et statique; elle est plus propre à dresser le bilan des connaissances acquises, à formuler clairement la structure et le contenu de ces connaissances, qu'à montrer la voie pour les étendre ou les renouveler, plus propre à signaler les difficultés qu'à les résoudre. Elle permet l'élimination des notions ou des théories, la dénonciation des problèmes et affirmations vides de sens, mais elle ne permet pas de formuler des indications pour la construction de notions ou de théories nouvelles. Cette attitude critique est donc précieuse pour préparer la voie à l'attitude constructive, mais elle est insuffisante par elle-même, et il semble même que des physiciens que j'ai eu l'occasion d'entretenir de ces questions, considèrent qu'on leur fait un peu injure en disant qu'ils ne s'occupent que de tautologie. Les mathématiciens sont conscients que les notions sur lesquelles ils travaillent évoluent également; il est certain que la notion de nombre, depuis le début et en passant par les différents stades du continu et du discontinu, la théorie des ensembles, etc., représentent quelque chose qui comporte une construction véritable, exprimable en langage de logique et de mathématique, et où l'apport du mathématicien paraît jouer un rôle considérable. Le positiviste ou le logisticien pourra bien disséquer le contenu d'une doctrine, mais il n'a pas dans sa conception même des mathématiques le moyen de développer, de construire, de faire de véritables synthèses à l'intérieur de cette doctrine."

DISCUSSION SUR LA MATIERE VIVANTE

UNIVERSALITE DE L'INTERACTION

La Sensibilité dans l'homme et dans la nature (compte-rendu de la 10ème Semaine internationale de Synthèse, 1938), Presses Universitaires de France, Paris, 1943, pp. 219-223. La discussion qui est ici reproduite a suivi la conférence de Pierre Auger, présidée par Paul Langevin, sur Les Actions mutuelles dans le monde physique. Pierre Auger avait terminé son exposé en faisant allusion aux transformations brusques des espèces (mutations) que les rayons cosmiques peuvent provoquer par ionisation au sein de certaines cellules vivantes.

Paul Langevin — La sensibilité du chromosome est beaucoup plus forte que celle de la terminaison nerveuse, puisqu'il suffit de la formation d'une seule paire d'ions pour provoquer une mutation. Mais dans les deux cas ce sont des phénomènes d'échange qui déterminent la sensation ou la mutation dans les êtres vivants; or, ces phénomènes d'échange sont universels : il y a échange entre toute Matière et toute matière. Qu'il s'agisse des phénomènes de production et absorption de la lumière, où des photons sont échangés entre atomes différents, ou des réactions chimiques, où ce sont des atomes qui s'échangent au sein des édifices moléculaires, on retrouve toujours le fait fondamental de l'échange. La portée de ce fait a été considérablement étendue par les recherches récentes. Ainsi, on interprète aujourd'hui les valences chimiques, qui déterminent les interactions entre atomes, comme des forces d'échange, dues à la possibilité qu'ont deux atomes voisins, dans certaines conditions, d'échanger un électron de leur couche extérieure. Un succès remarquable de ces conceptions est constitué par la découverte toute récente, dans la radiation cosmique, des particules lourdes qu'on appelle parfois électrons lourds, des deux signes dont la charge est égale à celle de l'électron, et dont la masse non encore exactement mesurée est cent à deux cents fois plus grande. L'existence de ces particules lourdes avait été en effet postulée, pour des raisons purement théoriques, par un physicien japonais, Hideki Yukawa, pour expliquer l'attraction du neutron et du proton : cette attraction, suivant le modèle de plus en plus répandu, doit être due à la possibilité qu'au-raient le neutron et le proton d'échanger une particule chargée positivement (le proton est formé par l'union du neutron et de cette particule) : par échange de celle-ci avec un neutron, celui-ci devient un proton, cependant que le proton initial devient un neutron; en fait, cet échange se poursuit constamment comme un jeu de raquette. Mais pour rendre compte de l'ordre de grandeur de l'attraction observée expérimentalement, la masse de cette particule positive devait être bien supérieure à celle de l'électron, dans le rapport... de cent à deux cents qu'a confirmé la découverte expérimentale^[35]. En généralisant encore cette notion d'échange, on a pu imaginer que les actions électromagnétiques entre électrons seraient dues à des échanges de photons, que l'attraction gravitationnelle serait due à des échanges de neutrinos. C'est une vraie conception de l'échange universel, de toute espèce d'interaction fondée sur des échanges, qu'on atteint ainsi.

Henri Berr — La conception grandiose que M. Langevin vient de développer me remet en mémoire un beau texte de Blaise Pascal sur l'interdépendance universelle.

Paul Langevin — Le progrès de la physique contemporaine sur Pascal a été de quantifier cette interdépendance, de montrer par quelles unités d'interaction elle s'exerçait.

Edmond Bauer — Il semble que pour exciter la sensibilité un seul photon doive suffire. Les quelques dizaines dont on a parlé doivent correspondre au bombardement d'une cible : il faut un coup au but pour que le nerf optique soit excité. Le nombre mesuré correspondre à la probabilité d'atteindre le but, le centre de la cible, comme dans certaines expériences de Fernand Holweck sur la destruction des cellules par les rayons X.

Nahas — A-t-on mesuré un seuil énergétique pour la sensibilité calorifique et aussi pour ce qu'on pourrait appeler la sensibilité cinétique, la sensation d'une accélération?

Paul Langevin — Je ne connais pas d'expériences précises à ce propos. Les mesures seraient très difficiles. La sensibilité d'accélération intéresse d'ailleurs l'organisme dans son ensemble : elle est un phénomène plus grossier que les sensibilités sensorielles. Pour la limite supérieure de l'accélération supportable par l'organisme, les études d'astronautique envisagent une accélération limite inférieure à cinq fois celle de la pesanteur. Au delà, il y aurait syncope. Mais on supporte très bien d'être soustrait à la pesanteur : les expériences des parachutistes qui se sont laissés tomber en chute libre jusqu'au voisinage du sol le démontrent.

Pierre Auger — Le mécanisme de la mort par excès d'accélération serait l'incapacité du coeur de faire monter le sang jusqu'au cerveau.

Paul Langevin — Ce mécanisme, en se fondant sur la pression développée par le coeur, de 20 cm^(3) de mercure, donnerait en effet une accélération limite voisine de dix fois la pesanteur.

On demande alors à Paul Langevin s'il existe dans la nature inanimée quelque chose de comparable au polymorphisme des réactions des êtres vivants.

Paul Langevin — L'être animé comporte une extraordinaire complexité d'organisation. En physique, par contre, nous avons affaire à des êtres élémentaires. La variabilité probabiliste, statistique, des réponses de l'électron à certaines observations, définie par le principe d'incertitude d'Heisenberg, qu'on avait voulu un moment assimiler à un « libre choix » analogue à ce qui se passe chez les êtres vivants, est de nature essentiellement différente, et de telles assimilations sont rejetées aujourd'hui.

Pierre Auger — L'être vivant n'est plus le même après une première excitation. La stimulation répétée ne porte donc plus sur le même objet.

Verlaine — En effet, le « corps » vivant se caractérise par une complexité très grande. On a étudié aujourd'hui les limites de la sensibilité: mais les valeurs trouvées ne constituent que des conditions nécessaires. Pour l'être vivant, il ne suffit pas que le photon soit présent pour que la réaction se produise; on ne peut prévoir la réaction, car il y a polymorphisme des réponses. Effectivement, on recommence les expériences sur des êtres nouveaux. Chose curieuse, la sensibilité proprement dite n'est pas nécessaire pour produire des anticipations, des réflexes conditionnes : ceux-ci se produisent même, par exemple, dans la patte d'une grenouille dont la moelle épinière a été sectionnée. Aucun état de conscience n'est entré en jeu. On pourrait peut-être penser qu'un phénomène comme l'hystérésis^[36] des métaux est une sorte de mémoire. Mais la mémoire associative est propre aux animaux. on ne peut trouver d'exemple d'anticipation dans le monde matériel.

Paul Langevin — C'est en effet un caractère essentiel de l'être vivant que la sensation y laisse des traces. Il n'y a rien de comparable dans le monde matériel. C'est un véritable calembour que d'appeler mémoire le phénomène d'hystérésis.

Henri Berr — Il faudrait dégrader le mot de mémoire comme on dégrade le mot de sensibilité en l'appliquant à la matière.

Paul Langevin — Je n'accepte pas le mot dégradation. Mais il reste que les caractères spéciaux du vivant sont subordonnés à la complexité de la structure. Quand on a parlé du libre arbitre de l'électron, on a aussi fait un véritable calembour. Ces assimilations sont dangereuses; il vaut mieux souligner les différences.

Henri Berr — Ne faut-il pas pourtant qu'il y ait déjà au niveau de la matière inanimée quelque chose dont la nature soit assez proche de la vie ou de la conscience pour pouvoir donner la vie et la conscience dans les structures plus complexes, niais qui sont formées de matière?

Paul Langevin — Cela suppose un principe de conservation. La structure ne pourrait pas faire apparaître du nouveau. Pour ma part, je suis partisan de l'émergence^[37] : si l'on prend quatre points pour former un carré, le carré est un élément nouveau. Rien dans les points constituants ne laissait prévoir sa nature et ses propriétés : c'est leur réunion structurée qui les a engendrées. La structure engendre.

LA VALEUR HUMAINE DE LA SCIENCE

Ce texte a d'abord été publié en 1934, comme préface à L'Évolution humaine des origines à nos jours (éditions Quillet). Il a été repris sous forme de conférence par Paul Langevin, avec de très légères modifications à l'Union rationaliste^[38], le 20 février 1939. C'est de ce dernier texte que nous avons tiré les extraits ci-après. Il a été édité par l'Union Rationaliste dans le cahier 80 (mars-avril 1940) et réédité dans le cahier 94 (février 1947) avec un hommage à la mémoire de Paul Langevin, de Frédéric Joliot-Curie et de René Maublanc. Nous l'avons fait suivre d'un texte de la même époque sur la Russie Soviétique et la Science qui montre ce que peut devenir la science quand le régime social en reconnaît précisément toute la valeur humaine.

La valeur humaine de la science

Sur cette correspondance à l'aspect quelque peu miraculeux entre les résultats de la recherche "pure" et les besoins de la pratique, on pourra se reporter à la note de la page 89. Le point de vue de Langevin est ici celui d'un savant progressiste qui travaille au sein d'un monde capitaliste dominé par l'esprit mercantile. Le problème se pose tout autrement au sein d'une société socialiste. La "sainte curiosité" du savant ne peut plus être en quelque sorte opposée aux nécessités pratique, puisque le régime social tout entier travaille pour le bonheur de tous et non pour le profit de quelques-uns. C'est d'ailleurs ce que dit Paul Langevin lui-même, lorsqu'il parle dans le texte suivant de la Révolution Soviétique et la Science.

A l'époque où Paul Langevin écrivait ces lignes, on admettait généralement dans les milieux scientifiques que la matière pouvait se transformer entièrement en énergie au sein des étoiles. Des travaux ultérieurs, fondés sur l'étude des réactions intra-atomiques conduisent à penser aujourd'hui que cette transformation ne serait que partielle. On est ainsi amené à donner à notre soleil une vie probable d'une quinzaine de milliards d'années, ce qui laisse encore de belles possibilités de développement à notre espèce.

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LA RUSSIE SOVIETIQUE ET LA SCIENCE

Article paru en 1936 dans une revue éditée par France-U.R.S.S.

"Un caractère important de la construction soviétique et qui la situe dans la grande ligne du progrès humain est la confiance qui l'inspire dans l'effort scientifique et dans l'organisation de celui-ci en liaison étroite avec la technique. La science qui permet la domination des forces naturelles y est cultivée pour développer aussi rapidement que possible et pour féconder les applications techniques aux fins de la libération matérielle, intellectuelle et morale des hommes. Des efforts considérables ont déjà été accomplis en ce sens en U.R.S.S. où les ressources mises à la disposition des Instituts scientifiques et de leur nombreux personnel sont hors de toute proportion avec les nôtres. Nous exposerons plus en détail dans cette revue les principes de l'organisation scientifique en Russie soviétique et les importants résultats déjà obtenus dans tous les domaines et particulièrement dans celui des sciences abstraites comme les mathématiques qui reçoivent une impulsion considérable d'une liaison étroite et directe avec la réalité. Il est indispensable que le public français soit largement informé dans ce sens en dehors des milieux proprement scientifiques où l'on s'est efforcé, dans les temps difficiles, de maintenir le contact nécessaire^[39]. Depuis dix ans, le Comité pour les relations scientifiques avec l'U.R.S.S. que j'ai l'honneur de présider s'est efforcé de maintenir un minimum d'échange de personnes et de publications. Depuis deux ans la situation s'est beaucoup améliorée, par suite des visites nombreuses qui ont eu lieu, à l'occasion des divers Congrès, et surtout par l'envoi de missions officielles de savants français en Russie au mois de juin 1934 et de savants soviétiques au mois de novembre dernier. Je tiens à signaler en terminant la manifestation qui aura lieu prochainement pour commémorer la perte récente et honorer la mémoire de l'illustre savant Ivan Pavlov dont l'oeuvre est continuée à Leningrad un dans des plus beaux instituts de physiologie du monde."

L'ERE DES TRANSMUTATIONS

La Pensée, n° 4 (juillet-août-septembre 1948), pp. 3-16.

C'est à l'énergie atomique et à ses applications que Paul Langevin consacra le premier article qu'il écrivit dans la Pensée après son retour en France. Alors que le bruit de l'explosion des deux premières bombes atomiques venait à peine de s'éteindre et que les impérialistes américains songeaient déjà à de nouvelles hécatombes pour conserver leurs privilèges, il évoquait les possibilités extraordinaires de libération que donnait désormais à l'homme, cette transformation de la matière en énergie dont, quarante ans plus tôt, il avait, le premier avec Einstein, découvert la formule exacte.

L’Ère des transmutations

MATERIALISME MECANISTE ET MATERIALISME DIALECTIQUE

Extraits du discours prononcé par Paul Langevin, le 10 juin 1945, au Palais de Chaillot, à l'occasion du deuxième centenaire de la grande Encyclopédie. Ces extraits ont été publiés dans La Pensée (numéro 12, mai-juin 1947).

Ce discours, qui est l'un des derniers que Paul Langevin ait prononcé, résume excellemment, du point de vue du matérialisme dialectique, qui était pleinement devenu le sien, sa conception d'ensemble de la science. On y retrouve sans peine, ordonnés dans l'esprit du marxisme, tous les grands thèmes qui lui étaient chers.

Matérialisme mécaniste et matérialisme dialectique

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1. Les rayons Röntgen sont ceux que l’on appelle plus communément rayons X. Ils ont été découverts par le physicien allemand Wilhelm Röntgen en 1895.
2. Jean Perrin, de deux ans plus âgé que Paul Langevin, était agrégé-préparateur à l’École Normale, lorsque celui-ci y entra comme élève. Il poursuivait alors ses recherches sur les rayons cathodiques qui devaient démontrer la réalité de l’existence des électrons, particules de matière extrêmement petites, chargés négativement, gui gravitent autour du noyau de l’atome. Paul Langevin prit une part importante à ces travaux.
3. Notice sur les travaux scientifiques de Paul Langevin, Société générale d’Impression et d’Édition, Paris, 1934, p. 23.
4. Un gaz est ionisé quand certains de ses atomes, au lieu d'être neutres, ont une charge électrique déterminée. L'ionisation se produit sous l'action de certaines radiations.
5. Henri Poincaré (1857-1912), l'un des plus grands mathématiciens des temps modernes. Il s'est occupé également de physique mathématique et d'astronomie théorique. Sa contribution à la philosophie des sciences est beaucoup plus discutable.
6. Matérialisme et empiriocriticisme, traduction française Éditions Sociales Internationales, Paris, 1928, p. 222.
7. Loc. cit., p. 135.
8. Loc. cit., p. 218. Sans aller toujours aussi loin qu'Ernst Mach, Henri Poincaré, par sa théorie de la "commodité" qui fait de la plus ou moins grande facilité d'application une sorte de critère de « vérité », a été conduit à un « conventionnalisme » idéaliste et même à une sorte de scepticisme stérilisant sur la "valeur de la science" qu'ont exploité à plaisir les philosophes réactionnaires.
9. Loc. cit., p. 224.
10. Revue de métaphysique et de morale, sept. 1913, p. 702.
11. Matérialisme et empiriocriticisme, p. 224, note 1.
12. La Physique des électrons, rapport présenté au Congrès de Saint-Louis, le 22 septembre 1904, publié dans La physique depuis vingt ans, par P. Langevin, Paris, 1923, Doin éditeur, pp. 67, 68, 69.
13. Le mot éther ne représente plus ici cette matière subtile aux propriétés contradictoires, si chère aux physiciens mécanistes. Ce n'est plus, en somme, que le support des champs produits dans l'espace par la présence des particules matérielles. En ce sens il est aussi « réel » que la matière. C'est avec la même conception que Lénine conserve ce terme dans Matérialisme et empiriocriticisme, Cf. à ce sujet, l'article de Gérard Vassails, Lénine et la physique moderne, dans la Nouvelle Critique (n° 4), et notamment la p. 23 où il rappelle cette phrase récente d'Albert Einstein : « Son histoire (celle de l'éther), loin d'être terminée, est continuée par la théorie de la relativité. »
14. L’Esprit de l’enseignement scientifique, conférence faite au Musée Pédagogique, le 18 février 1904, et reproduite dans La physique depuis vingt ans, Doin, Paris, 1923, pp. 434, 435, 436. On pourra rapprocher ce texte de celui de Lénine dans Matérialisme et empiriocriticisme (p. 234) : « Il (Ostwald, « inventeur » de l’énergétique) déclare… considérer, comme « un immense avantage que l’ancienne difficulté de concilier les notions de matière et d’esprit soit simplement et naturellement éliminée par la réduction de ces deux notions à celle de l’énergie ». Ce n’est pas un avantage, c’est une perte, car le problème des recherches gnoséologiques idéalistes ou matérialistes, loin d’être résolu, est encore obscurci par l’emploi arbitraire du terme « énergie »…
15. Il s’agit des deux principes fondamentaux relatifs à l’énergie : principes de conservation et principe de Carnot-Clausius.
16. Wilhelm Ostwald, chimiste allemand (1853-1932).
17. Pierre Duhem. Revue Générale des Sciences, 1903. Pierre Duhem, physicien français (1861-1910) peut aussi être rangé parmi les adeptes d'Ernst Mach. Il a également été critiqué par Lénine (Cf. p. ex. Matérialisme et empiriocriticisme, p. 272: « Duhem, comme Mach, erre tout bonnement, ne sachant pas sur quoi étayer son relativisme »).
18. John Desmond Bernal, Langevin et l'Angleterre, la Pensée, numéro 12, mai-juin 1947, p. 18.
19. L’Inertie de l’énergie et ses conséquences, conférence faite à la Société française de Physique, le 26 mars 1911, publiée dans La physique depuis vingt ans, pp. 400, 401 et 402.
20. $10^{20}$ représente un nombre formé d'un 1 suivi de vingt zéros, $10^{9}$ un nombre formé d'un 1 suivi de neuf zéros (soit un milliard), etc.
21. Conférence faite au Congrès de philosophie de Bologne en 1911, publiée dans Scientia, vol. X, pp. 31 à 54 puis dans La physique depuis vingt ans, pp. 264-300, Doin, Paris, 1923 (les sous-titres ont été ajoutés).
22. Cf. à ce sujet la note de la p. 54.
23. Cf. l’allocution de Georges Cogniot lors de l’hommage à Paul Langevin en 1945, à l’occasion de son 73^e anniversaire : « Avant 1914, il est de ces intellectuels que la grande voix de Jaurès rassemble dans les meetings du Parti Socialiste, et ses fils aînés n’ont pas oublié ces dimanches de leur enfance où ils couraient avec lui jusqu’au Pré Saint-Gervais entendre la parole de feu tonnant sur les pentes au maigre gazon inondés d’auditeurs. », Hommage à Paul Langevin, 1945, p. 37.
24. Ce n’est pas le lieu ici d’insister sur la faiblesse théorique du Parti Socialiste Unifié, en dépit des efforts de certains guesdistes. Notons simplement que le texte capital d’Engels contre Eugen Dühring, publié en Allemagne en 1878, n’a été traduit en français pour la première fois, et avec quelles réserves du traducteur, qu’en 1911 précisément.
25. On trouvera dans une autre partie de ce recueil des détails sur les réactions politiques que suscita la venue d'Einstein à Paris.
26. Paul Langevin, Le principe de relativité, Chiron éditions Paris, 1922, pp. 31, 32.
27. Souligné par Paul Langevin.
28. La relativité, conclusion générale, Actualités scientifiques et industrielles, n° XLV, Hermann, édit., Paris, 1932.
29. L'adjonction du mot « hégélien » au mot « dialectique » ne doit pas être considéré comme une prise de position idéaliste, absolument incompatible avec le matérialisme conscient de Langevin. Il s'agissait bien plutôt, pour lui, de faire admettre l'idée d'évolution dialectique à des savants qui avaient bien entendu parler de Hegel, mais qui ignoraient tout, à cette époque, de l'oeuvre philosophique de Karl Marx et Friedrich Engels.
30. Ces pages sont extraites de l'Orientation actuelle dans les sciences, par Jean Perrin, Paul Langevin, Georges Urbain, Louis Lapicque, Charles Pérez et Lucien Plantefol, Paris, Alcan, 1930, pp. 29 à 62. Cet ouvrage contient un recueil de conférences organisées à l'École Normale Supérieure pendant l'année scolaire 1929-1930 pour les candidats à l'agrégation de philosophie.
31. Cette applicabilité des théories mathématiques les plus abstraites à l'étude de phénomènes physiques auxquels ne songeaient nullement leurs promoteurs, avait beaucoup frappé Paul Langevin qui y revient souvent dans ses écrits.
32. L'argument ontologique prétend déduire la réalité actuelle de l'existence de Dieu de l'idée même que nous avons de Dieu. Il a été particulièrement combattu par Immanuel Kant.
33. Extrait d’un rapport présenté par Paul Langevin à la réunion organisée à Varsovie du 30 mai au 3 juin 1938 par l’Union internationale de Physique et la Commission polonaise de Coopération intellectuelle ; Les nouvelles théories de la physique, édit. par l’Institut international de Coopération intellectuelle, Paris, 1939, pp. 235, 236, 237.
    Cette critique du positivisme n’est pas isolée dans l’œuvre de Paul Langevin. On note, par exemple, à la même époque cette explication de l’origine et des caractères du positivisme :
    … Les préoccupations utilitaires de l’époque, dominée par le développement rapide de la grande industrie, se traduisent par l’apparition d’une philosophie positive qui prétend fixer des limites aux ambitions de la Science et lui demande uniquement de prévoir. (Statistique et Déterminisme, La Statistique, Presses Universitaires, Paris, 1944, p. 250.)
34. Ce réalisme est essentiellement matérialiste. Cf. Lénine : « L'unique propriété » de la matière dont l'admission définit le matérialisme philosophique, c'est celle d'être une réalité objective, d'exister en dehors de notre conscience. (Matérialisme et empiriocriticisme, p. 225.)
35. Ces particules positives de masses beaucoup supérieures à celle de l'électron sont appelées aujourd'hui des mésons.
36. Un exemple classique d'hystérésis (retard) est donné par la théorie du magnétisme. Si l'on soumet un morceau de fer à un champ magnétique d'abord nul, puis le redevenant après être passé par un maximum, l'aimantation ne repasse pas par des valeurs égales, quand le champ reprend des valeurs égales. En particulier elle ne redevient pas nulle quand le champ le redevient. Ces phénomènes rappellent de très près ceux qui se produisent dans la déformation des ressorts.
37. La théorie de l'émergence de la nouveauté (Lloyd Morgan, Jan Smuts) fait une grande place aux ruptures de continuité et adopte ainsi l'une des conclusions essentielles du matérialisme dialectique. Elle néglige, par contre, en général, l'étude du cheminement contradictoire qui aboutit à la destruction des choses anciennes et à l'apparition des nouvelles. Cette fois encore, Langevin a utilisé une théorie connue de ses interlocuteurs pour leur faire comprendre. au cours d'une discussion, l'un des principes fondamentaux du marxisme.
38. L'Union rationaliste fut fondée en 1930. Elle avait pour but, suivant les termes de son premier président Henri Roger, de « propager et faire mieux connaître les progrès de la science, faire apprécier les services qu'elle a rendus et qu'elle rendra à l'humanité. Elle apparaissait alors comme un prolongement de la pensée progressiste bourgeoise qui avait inspiré les hommes de 89, avec sa foi en une raison abstraite et aussi, sa croyance en un progrès indéfini, grâce à la science seule. Mais les conditions politiques et sociales dans lesquelles elle avait vu le jour, les combats qu'elle dut mener contre les idéalistes réactionnaires, ne tardèrent pas à amener ses membres à approfondir davantage le contenu de la notion de progrès et même celui de la notion de raison. A cette évolution, Paul Langevin, l'un des fondateurs de l'Union, qui venait des mêmes horizons philosophiques, mais dont la pensée s'orientait déjà vers un rationalisme plus moderne, vers le matérialisme dialectique, prit, dès le début, une part prépondérante.
39. Paul Langevin lui-même s'est rendu plusieurs fois en U.R.S.S., notamment en 1928 et 1931 (au retour de son voyage en Chine).