La théorie physique. Son objet, sa structure est un livre de philosophie des sciences écrit par Pierre Duhem et publié en 1906.
Présentation générale La Théorie physique est l'ouvrage principal de Pierre Duhem. Originellement physicien, il s'intéresse également à la philosophie des sciences. Ce livre lui permet d'établir une épistémologie, notamment de la physique, qui s'oppose au néothomisme. Est généralement adjoint au livre deux écrits postérieurs par lesquels l'auteur a répondu à des critiques qui lui ont été adressées à la sortie de l'ouvrage. Ces écrits sont et .
Résumé
Chapitre I : Théorie physique et explication métaphysique
§I à §II : la théorie physique et l'explication Pierre Duhem soutient qu'expliquer, c'est . Observer les phénomènes physiques ne permet pas de se mettre en rapport avec la réalité, celle qui : la physique a pour objet les apparences elles-mêmes, . Ainsi, les lois expérimentales , mais bien les apparences sensibles, quoique prises .
L'intelligence humaine permet de faire subir à des faits physiques qui lui fournit . Dans le cas du son, l'esprit peut estimer l'intensité, la hauteur, l'octave, etc. Les lois expérimentales ont ainsi pour objet . Enfin, la théorie nous fait connaître la réalité du son tel qu'il est en lui-même. Derrière le son que notre intellect appréhende, il y a, . Là est l'explication. Toutefois, et c'est le cas , la théorie n'atteint pas un degré de perfection dans l'explication : elle ne peut aller derrière le sensible pour appréhender la réalité. La théorie est alors une . C'est le cas de la vue, encore mal expliquée.
§III à §V : la métaphysique est inapte à édifier une théorie physique La méthode expérimentale se heurte toutefois à deux questions : y a-t-il une réalité matérielle distincte des apparences sensibles ? Quelle est la nature de cette réalité matérielle ? Y répondre requerrait de faire appel à la métaphysique, ce qui voudrait dire que la physique n'est pas une . En effet, en rendant les théories physiques dépendantes d'une prise de position métaphysique, on ne peut plus , là où les mathématiques bénéficient par nature d'un tel consentement : les dissensions et désaccords entre métaphysiciens (il oppose par exemple Aristote et l'atomisme) sont trop grands. De plus, la plupart des écoles métaphysiques qui proposent une cosmologie font appel à des ; chacune , et qu'ainsi elle regarde comme .
Chapitre II : Théorie physique et classification naturelle
§I : les quatre étapes de la constitution de la théorie physique Duhem tire une conclusion de la réflexion du §V du premier chapitre : considérer une théorie physique comme une , c'est la rendre nulle car cela revient à la placer . Il faut rendre la théorie physique autonome de la métaphysique. Duhem expose la thèse épistémologique qu'il défendra tout au long du livre : la théorie physique n'est ainsi pas une explication, mais .
Une théorie physique se construit en quatre étapes. Premièrement, il faut définir et mesurer les grandeurs physiques ; un choix d'un système de propriétés simples (l'attraction, les lois de la thermodynamique...) doit être réalisé pour mettre en relation formelle ces propriétés avec des objets mathématiques. Deuxièmement, des hypothèses doivent être choisies, afin de mettre en œuvre un système de propositions hypothétiques qui relient des symboles et fonctions mathématiques. Troisièmement, la théorie doit être développée mathématiquement : un calcul analytique, algébrique, est réalisé sur l'ensemble symbolique et fonctionnel. Quatrièmement, les conséquences du calcul sont confrontées aux lois expérimentales. Si les jugements concordent avec les lois, alors la théorie peut être validée ou remise en cause.
De ce fait, une théorie vraie n'est pas une théorie qui donne une explication conforme à la réalité des apparences physiques, mais . De ce fait, : c'est elle qui sert d'arbitre final des jugements théoriques.
§II à §IV : la théorie comme économie de la pensée et comme classification des lois Une théorie physique est un système de propositions mathématiques qui représentent les lois que fournit la méthode expérimentale. A ce titre, une théorie . Elle est pourtant utile car elle simplifie : la théorie substitue un , à . Ainsi, Duhem soutient que .
Duhem cite Ernest Mach, qui soutient que la réduction des lois physiques en théories contribue à une qui serait le . Elle poursuit ainsi la vocation qui avait présidé à l'énonciation d'une loi expérimentale, car une telle loi : face à l'immensité de détails, la loi pour ne garder que le général, le commun. La physique se développe par la lutte continuelle entre et la raison qui ne veut pas .
La théorie est aussi une classification des lois expérimentales. Elle les organise, les hiérarchise. La théorie met de l'ordre dans les lois empiriques, en donnant les regroupements utiles et efficaces. La théorie est belle car le beau naît de l'ordre et de la séduction que ce dernier opère sur notre esprit. La théorie tend à se transformer en une classification naturelle, car . On sent que les groupements permis par la théorie . Ainsi, plus la théorie se perfectionne, .
§V : la théorie devançant l'expérience La théorie physique, par ses succès de prévision, manifeste qu'il existe bel et bien un ordre ontologique. La classification naturelle est créée sur cet ordre. Si les représentent les lois expérimentales, alors . Si les circonstances sont au contraire qui devaient représenter la loi, alors la théorie devra être modifiée, voire rejetée. Si la théorie permet une , à savoir qu'elle réussit à prédire quelque chose que l'on ne connaissait pas encore, alors elle gagne en valeur.
Chapitre III : Les théories représentatives et l'histoire de la physique
§I : le rôle des classifications naturelles et des explications dans l'évolution des théories physiques La théorie physique a pour but de devenir une classification naturelle. Un problème se pose alors : . C'est après tout comme cela que certains génies scientifiques semblent avoir procédé dans l'Histoire.
Pourtant, la partie explicative d'une théorie est une boussole folle, un parasite, qui conduit à l'erreur. Une théorie a une partie descriptive, qui est saine, et une partie explicative ; la partie saine se perpétue, la partie explicative ne cesse de s'effondrer. La classification naturelle s'oppose à l'explication : elle ne cherche pas à expliquer ce qui serait caché, mais à ordonner les lois expérimentales entre elles.
§II : les opinions des physiciens sur la nature des théories physiques Duhem se réfère à la pensée d'Ernst Mach, qui a soutenu avant lui que les théories physiques sont des représentations condensées et non des explications. Les hypothèses ne sont , mais .
Duhem reprend la thèse de son ouvrage Sauver les apparences. Il analyse l'association cartésienne entre la physique et la métaphysique : Descartes soutient que la distinction entre la physique, , et la métaphysique, , est fondée. L'esprit partirait . Or, cela fait à nouveau dépendre la physique de la métaphysique.
Ainsi, si l'on peut avoir l'impression que les génies scientifiques ont cru que leurs théories devaient expliquer le réel, la plupart d'entre eux .
Chapitre IV : Les théories abstraites et les modèles mécaniques
§I : esprits amples, esprits profonds La constitution d'une théorie physique résulte, selon l'auteur, . L'esprit passe en revue un grand nombre de faits singuliers, et . Cette loi est une . Contemplant les lois, il peut formuler des hypothèses fondamentales, .
Les esprits abstraits réduisent des faits en lois, et les lois en théories, ce qui assure des économies intellectuelles. Mais tout esprit très développé ne fait pas nécessairement partie de la famille des esprits abstraits : certains ont un esprit imaginatif, qui leur permet de . Les esprits imaginatifs . A ces esprits imaginatifs, la constitution d'une théorie physique ne saurait être une économie intellectuelle ; ils y verront du labeur.
La théorie physique, abstraite, intéressera , mais sera repoussée par les .
§II : un esprit ample, l'exemple de Napoléon Le physicien philosophe dresse le portrait intellectuel de Napoléon Bonaparte. Comme César ou Talleyrand, il est un imaginatif ; il correspond à l'esprit de géométrie de Pascal. L'empereur était doté à la fois d'une amplitude et d'une faiblesse d'esprit, . En se basant sur les descriptions d'Hippolyte Taine, il remarque que n'intéressent pas l'Empereur, qui n'avait selon son camarade de collège Brienne pour les langues et les belles lettres. Il repoussait avec horreur les , et ne les (Germaine de Staël). Il qualifiait les métaphysiciens de .
Toutefois, Napoléon était doué d'une mémoire prodigieuse pour les situations, les états de fait. Il disait lui-même : .
§III : l’amplitude d’esprit, l’esprit de finesse et l’esprit géométrique L'esprit de finesse consiste essentiellement . Talleyrand, , est un esprit fin du fait de sa grande amplitude d'esprit.
L'esprit ample s'oppose à l'esprit classique, celui de l', comme Georges-Louis Leclerc de Buffon.
§IV : l'amplitude d'esprit et l'esprit anglais L'amplitude d'esprit se trouve chez les anglais à . Le génie anglais a les marques de l'esprit ample et faible : .
Le lecteur de romans anglais est ainsi frappé par , . L'esprit profond mais étroit préfère des descriptions . Ainsi s'oppose l'esprit anglais à l'esprit français, qui est .
§V et §VI : la physique anglaise, le modèle mécanique et la physique mécanique La physique anglaise fonctionne par modèles. Ils permettent de former une représentation mentale des phénomènes qui se passent dans la réalité. Le physicien anglais ne s'appuie sur aucune métaphysique pour trouver les éléments qui lui serviront de mécanismes. Il est étranger à tout questionnement philosophique. De ce fait, .
Les mathématiciens anglais ont une grande , car elle est manifeste chez ceux dotés d'une intelligence imaginative, ample et faible. Duhem se range du côté de la physique française. Si James Clerk Maxwell, en physicien anglais, n'introduit pas de définition précise, rationnelle, avec un protocole de mesure dans le cadre de sa définition du champ électromagnétique, c'est parce qu'en physicien anglais, il fabrique un modèle, où les équations jouent le rôle de représentation des phénomènes. Le physicien français, ou allemand, met en équation pour que la logique se déploie avec rigueur, et l'algèbre n'est qu'un auxiliaire à la déduction logique.
§VII et VIII : l'école anglaise, la coordination logique de la théorie et la diffusion des méthodes anglaises Les théories créées par les scientifiques continentaux sont explicatives, ou purement représentatives ; dans les deux cas, elles sont des . L'esprit du physicien anglais, ample mais faible, ne fait pas de la théorie une classification rationnelle des lois physiques, mais . Le modèle est construit et échappe à la domination de la logique. Les modèles anglais sont ainsi des bricolages ; les modèles de l'éther de Thomson sont par exemple contradictoires entre eux. Il y a ainsi une désinvolture vis-à-vis de la cohérence et de la rigueur d'ensemble.
La manière anglaise s'est toutefois répandue partout en Europe ces dernières décennies. Certains penseurs continentaux, comme Pierre Gassendi, sont précurseurs ; il a lui-même dit jadis que , et que c'est avec cette seule faculté que nous connaissons les choses de manière générale. Gassendi a ainsi eu une prédilection pour la cosmologie épicurienne des atomes, car il se les figure comme des corps sphériques qu'il peut toucher dans le monde. L'attrait de la théorie physique à l'anglaise est qu'elle n'est pas abstraite, et même le chef d'entreprise, un esprit ample et faible qui refuse l'abstrait, peut s'y intéresser et la comprendre.
L'auteur met toutefois en garde les , qui imitent les Anglais par admiration, et rappelle que . .
§IX : l'usage des modèles mécaniques est-il fécond en découvertes ?