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MATTHIAS DÖRRIES
(Université de Strasbourg)
" Purity and objectivity in nineteenth-century metrology "
Résumé de la séance du 13 novembre 2001
Matthias Dörries nous a présenté un moment particulier du développement de la métrologie
et des mesures de précision au cours du 19e siècle. Un moment qu'il a décrit comme une "
période de transition " où la pratique expérimentale moderne n'avait pas encore véritablement
rompu avec les vieux idéaux de recherche. Cette période se situe entre le moment où les mesures
de précision sont étendues de l'astronomie aux autres domaines de la physique (essentiellement sous
l'impulsion des travaux de Gauss sur le magnétisme terrestre) et celui où s'installe la " culture
de la précision " décrite par Otto Sibum lors de la première séance du séminaire
Cette période de transition est marquée par les travaux du physicien français Henri-Victor
Regnault dont Hasok Chang avait déjà souligné l'approche tout à fait singulière
dans son exposé consacré aux problèmes qu'avaient soulevé la détermination d'une
échelle de température. On s'intéresse donc ici à une période qui suit le profil
de la carrière de Regnault : dans les années 1840, Regnault est considéré comme le
plus grand physicien expérimentateur d'Europe ; à la fin des années 1850, son programme de
recherche est rejeté comme stérile.
L'esprit qui informe les travaux de Regnault au Collège de France est celui de la science postlaplacienne
caractérisée par le refus de tout ce qui pouvait ressembler à des considérations métaphysiques
sur la nature des phénomènes. La recherche scientifique prétend alors se limiter à
l'investigation expérimentale et adopte un idéal purement descriptif : le programme consiste à
tirer des lois phénoménologiques de l'observation des faits.
Dans ces conditions, un idéal d'exactitude des mesures vient remplacer l'effort de construction théorique.
Une très grande attention est accordée à l'élimination ou à la correction des
erreurs et des perturbations. La réflexion ne porte plus seulement sur la nature ; les instruments scientifiques
deviennent eux aussi des objets d'étude à part entière : l'expérimentation devient
" réflexive ". Toutefois, la recherche de Regnault se singularise par rapport à la "
réflexivité " que l'on rencontre dans les travaux de Gauss et de Biot. Regnault inaugure une
manière toute particulière d'affronter les problèmes de circularité auquels se trouve
confronté l'expérimentateur lorsqu'il cherche à s'assurer de l'exactitude de ses résultats
(cf. le compte rendu n°2). Il refuse en effet de procéder à des corrections a posteriori des
résultats expérimentaux : cela supposerait, selon lui, de s'appuyer sur les lois mêmes que
l'on prétend examiner, et réintroduirait ainsi la circularité.
L'idéal de Regnault est un idéal de " mesure directe " : il s'agit de
couper court à tout problème de circularité en remplaçant l'appareil mathématique
et théorique par l'appareil technique : " il faut que le procédé soit, pour ainsi dire,
la réalisation matérielle de la définition de l'élément que l'on cherche (Regnault)
". Comme si, en quelque sorte, l'instrument de mesure lui-même assumait le rôle d'étalon.
La méthode de Regnault consiste donc à travailler sur des instruments extrêmement complexes
(supposés donner un accès direct aux paramètres mesurés) et à opérer
des variations systématiques de tous les paramètres impliqués afin d'acquérir une maîtrise
parfaite de toutes les conditions expérimentales. Le procédé devait déboucher sur une
cartographie numérique exhaustive des relations phénoménales.
Matthias Dörries voit dans le projet de Regnault la survivance d'une conception romantique de la connaissance
qui chercherait (au-delà de ses désillusions) à parvenir malgré tout à son but
au travers des méthodes techniques modernes. Le rêve d'une compréhension totale de la nature
par l'individu et, finalement, de leur symbiose prennent une forme nouvelle : celle du fantasme d'une nature parlant
directement au travers des instruments et fournissant une description pure et impartiale de laquelle l'observateur
est absent (mais non sa maîtrise !). La tâche de Regnault serait en ce sens assimilable à celle
d'un artiste qui concentre ses efforts sur la création d'un objet, ici l'instrument de mesure, destiné
à révéler le monde. Matthias Dörries a tracé un parallèle entre l'idéal
scientifique de Regnault et l'idéal littéraire de Flaubert selon lequel il convenait de donner à
l'art " par une méthode impitoyable la précision des sciences physiques ".
Lors de la deuxième conférence de ce séminaire, Hasok Chang a montré
que Regnault avait entrepris de déterminer une échelle de température fiable, non plus en
s'interrogeant sur la nature de la chaleur, mais en adoptant une approche exclusivement expérimentale fondée
sur la comparaison. L'objectivité du procédé reposait alors sur la cohérence interne
des mesures. Ces analyses rejoignent celles de Matthias Dörries, mais ce dernier n'est pas d'accord avec Hasok
Chang pour interpréter l'adoption de cette méthode comme le signe d'un renoncement à la vérité.
Pour Regnault la vérité serait non plus certes celle des propositions d'une théorie, mais
des résultats numériques fournis par un instrument parfaitement maîtrisé.
C'est d'ailleurs cette fixation sur la vérité, cette quête infinie de l'exactitude des mesures
qui, selon Matthias Dörries, sépare Regnault de la conception ultérieure du travail métrologique.
Ses mesures, initialement destinées à déterminer, dans un but tout à fait pratique,
les paramètres physiques des machines à vapeur, débouchent finalement sur un travail de Sisyphe
très éloigné de l'orientation pragmatique qui caractérisera par la suite les mesures
de précision. On ne cherchera plus par la suite à parvenir à l'exactitude absolue. On procèdera
à des corrections (faisant nécessairement appel à des lois) pour atteindre une précision
adaptée au but poursuivi ; et la métrologie se donnera essentiellement pour but de promouvoir la
communicabilité des résultats. Autrement dit, le travail sera moins celui d'un individu-" artiste
" que celui d'une communauté dotée d'une organisation spécifique. La fin de l'exposé
de Matthias Dörries renvoie ainsi à des thèmes que l'on a déjà eu l'occasion de
rencontrer dans l'exposé d'Otto Sibum.
Les imprécisions ou les erreurs qui pourraient figurer dans ce résumé ne sont pas imputables
au conférencier mais à l'auteur du compte rendu (N. de Courtenay).
De M. Dörries, on pourra également consulter :
" Balances, spectroscopes, and the reflexive nature of experiment ", in : Studies in History and Philosophy
of Science, vol. 25, No.1, pp. 1-36, 1994.
" La standardisation de la balance à torsion dans les projets européens sur le magnétisme
terrestre ", in : C. Blondel, M. Dörries (eds.), Restaging Coulomb : Usages, controverses, et réplications
autour de la balance à torsion, Florence, pp. 121-149, 1994.
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