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Matière à penser

 | 
Bernadette Bensaude-Vincent

Première partie : Entre science et art

L’énigme du mixte

Texte intégral

1Ce chapitre est issu d’une communication donnée au premier congrès de la Société de philosophie des sciences. Reproduit avec l’autorisation de Martin Th., Le Tout et les parties dans les systèmes naturels, Paris, Vuibert, 2007.

2Le mixte, mixis (terme imparfaitement traduit par mélange) est une notion commune et pourtant énigmatique. Clairement formulée et résolue à sa manière par Aristote dans le De Generatione et corruptione, cette énigme revient périodiquement hanter les chimistes. De quoi s’agit-il ?

  • 1 Aristote, De la génération et de la corruption, I, 10, 327b 22, Paris, Les Belles Lettres, 1993.

3La mixis désigne une substance composée, homogène. Étant donné que toutes les substances de la nature se présentent comme des mixtes ou composés, la notion est centrale pour la physique. Le mixte a deux caractères. Il est homogène, c’est-à-dire que toutes ses parties sont identiques, homéomères ; et ses constituants peuvent être restitués par séparation1. Il faut trois conditions pour obtenir un mixte : que les constituants soient réciproquement actifs et passifs ; qu’ils soient facilement divisibles en petites parties ; enfin, qu’ils soient en proportion à peu près égales pour qu’il n’y ait point dissolution de l’un dans l’autre. Alors l’homogénéité n’est pas une illusion, car chaque partie du mélange aura la même composition dans les mêmes proportions que le tout.

  • 2 Ibid., I, 10, 328a 13f.
  • 3 D’Aphrodise Alexandre, Du mélange, traduit par Duhem P., in Le Système du monde, I, Paris, Hermann (...)

4Un tel mixte est-il possible ? Telle est la question débattue par Aristote en réponse aux atomistes. En effet, si les ingrédients du mélange demeurent dans le mixte, comme les grains d’orge et de blé dans un mélange de céréales, alors il n’y a pas eu vraiment mixtion. Il s’agit d’un « mixte pour les yeux », dont l’hétérogénéité n’échapperait pas au « regard de Lyncée2 ». Leur homogénéité n’est qu’une apparence due à l’impuissance de nos sens, incapables d’apercevoir la structure fine du matériau. Si, au contraire, les corps mélangés n’existent plus et qu’un autre corps est apparu, alors on doit dire qu’il y a eu génération d’un nouveau corps. Ou bien l’agrégation, juxtaposition d’unités discrètes, ou bien la génération et la corruption. Le mixte ne semble pas pensable. C’est un défi pour les Grecs anciens, un problème récurrent que les commentateurs, en particulier Alexandre d’Aphrodise, ont finement travaillé. Mais mon propos n’étant pas de présenter l’historique de la question, je me contenterai de rappeler que c’est Pierre Duhem qui a traduit les textes d’Alexandre d’Aphrodise3, pour me concentrer sur la manière dont les chimistes ont affronté l’énigme du mixte aristotélicien.

  • 4 Needham Paul, « Chemical Substances and Intensive properties », in Joseph E. Earley (éd.), « Chemi (...)

5Le mixte présente en fait deux apories. D’une part, comment comprendre que l’union de deux composants donne un être entièrement nouveau dont les propriétés ne sont pas la somme de celles des composants, alors même que l’on peut revenir aux éléments de départ, comme le précise Aristote ? Voilà une facette du problème de l’émergence que les philosophes ont trop longtemps négligée mais que les chimistes ont affrontée. D’autre part, si le mixte n’est pas juxtaposition, alors où sont passés les éléments qui le composent ? On sait qu’Aristote échappe à la deuxième aporie grâce à la distinction entre la puissance et l’acte : les éléments cessent d’exister en acte dans le mixte et se conservent en puissance. Mais comment les chimistes définissent-ils le mode d’existence des éléments ? Cette question a déjà fait l’objet d’analyses fines de la part de Paul Needham, en particulier. Dans le cadre d’une tentative pour une définition exclusivement macroscopique de la substance chimique, Needham caractérise les modalités d’existence des éléments dans le mixte en termes logiques, traitant les propriétés comme des prédicats4. C’est plutôt dans une perspective historique, en m’aidant de l’histoire de la chimie et de son traitement par les philosophes français, que je traiterai le problème.

De l’émergence dans le mixte

  • 5 Siegfried Robert, Dobbs Betty Jo, « Composition : A neglected Aspect of the Chemical Revolution », (...)
  • 6 Guyton de Morveau, Lavoisier, Berthollet, Fourcroy, Méthode de nomenclature chimique, Paris, Éditi (...)

6Si la question de l’émergence dans le mixte est passée inaperçue, c’est en grande partie parce qu’elle a été mise de côté, écartée par les chimistes eux-mêmes. La naissance de la chimie moderne – que l’on situe usuellement dans l’œuvre de Lavoisier – se signale précisément par le fait qu’un composé est pensé comme l’addition d’éléments deux à deux5. Le concept dualiste de composition s’exprime dans la réforme de la nomenclature en 17876. En effet, cette nomenclature, toujours en vigueur, repose sur le principe que le nom d’un composé est formé par la juxtaposition de deux mots désignant les deux composants (exemple oxyde de plomb ou chlorure de sodium). Alors que dans la langue ancienne des chimistes, une substance était désignée par un nom évoquant son histoire (nom de l’inventeur) ou son origine géographique, ou son aspect physique, ou ses propriétés thérapeutiques, dans la langue systématique forgée par quatre chimistes français, une substance n’est plus que l’addition de deux éléments (ou groupes d’éléments). Dès lors, la nature et la proportion des composants suffisent à définir un composé et déterminent entièrement ses propriétés.

7On s’étonne moins que la réforme de la nomenclature s’accompagne de l’abandon du terme « mixte » au profit de son équivalent latin « composé ». La chimie lavoisienne se présente comme une science de la composition centrée sur l’analyse et la synthèse. Or, dans son sens premier, la synthèse n’est pas la production d’un être nouveau différent des réactifs. Aristote avait forgé le mot sunthesis, littéralement « posé ensemble, côte à côte » qu’Albert le Grand a traduit plus tard en latin par compositio, pour désigner le mixte apparent. Un deuxième changement de vocabulaire achève d’enterrer le problème du mixte. Il fait suite à la controverse qui opposa au début du xixe siècle Louis Proust à Claude-Louis Berthollet. L’enjeu de la dispute portait sur les combinaisons chimiques : se font-elles en proportions fixes, ou bien de manière continue ? La controverse fut clôturée sans vainqueur ni vaincu par la décision d’appeler « mélanges » les composés sans proportions fixes et « combinaisons » les composés formés en proportions définies. L’étude de ces derniers qu’on appelle aujourd’hui « composés stœchiométriques » occupa presque exclusivement les chimistes de la première moitié du xixe siècle. Le triomphe de la chimie stœchiométrique fut renforcé par l’hypothèse atomique de John Dalton selon laquelle les combinaisons chimiques s’opèrent atome par atome. D’où l’usage courant encore aujourd’hui des termes « daltonides » pour désigner les composés en proportions définies et « berthollides » pour les autres. Tandis que les chimistes du xixe siècle concentraient toute leur attention sur les composés en proportions définies, l’énigme du vrai mixte fut simplement écartée.

  • 7 Fontenelle Bernard Le Bovier de, Histoire de l’Académie royale des sciences, t. 1, 1669, cité par (...)

8On a vu qu’Aristote définissait le vrai mixte en réfutant la physique atomiste. Cela suggère que cette notion a une portée polémique. Elle exprime un refus de réduire le composé à la somme des éléments, le tout à la somme des parties. C’est souvent dans des contextes de controverse que l’énigme de l’émergence est clairement posée. Ce fut le cas au xviiie siècle quand une catégorie de chimistes, s’insurgeant contre le mécanisme cartésien, ridiculise l’ambition d’expliquer les propriétés corrosives, aigres ou douces de certaines substances à l’aide de petits corps mus et figurés. Aux yeux de Fontenelle, ces explications mécanistes signent la clarté et la supériorité de l’« esprit de physique » sur « l’esprit de chymie »7.

  • 8 Venel Gabriel-François, « chymie » in Diderot D., D’Alembert J., Encyclopédie ou Dictionnaire rais (...)
  • 9 Bensaude-Vincent Bernadette et Stengers Isabelle, Histoire de la chimie, Paris, La Découverte, 199 (...)

9Mais la jungle des corpuscules lisses, ronds, crochus et pointus, que Nicolas Lemery évoque à plusieurs reprises dans son Cours de chymie provoque la fureur de l’auteur de l’article « chymie » de l’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert8. Pour Gabriel-François Venel, chimiste-médecin de Montpellier, ce sont des spéculations oiseuses qui révèlent l’insuffisance du mécanisme autant que l’inexpérience de ceux qui les professent. Venel condamne comme illégitime toute tentative de satellisation de la chimie par la physique. Les physiciens géomètres considèrent qu’ils expliquent quand ils rapportent les phénomènes sensibles à des mouvements de masses ; les chimistes estiment, quant à eux, qu’ils comprennent ce qui se passe à l’aide de principes invisibles et cachés. Parce qu’elle est mathématique, abstraite, la physique a un pouvoir explicatif limité. Les corpuscules du physicien géomètre, tous homogènes, sont des entités abstraites qui font écran aux causes inconnues et cachées que le chimiste tente d’atteindre à travers des expériences laborieuses. Venel reconnaît à la rigueur aux philosophes mécanistes compétence pour parler d’un certain type de composés qu’il appelle les « agrégés » mais il les distingue soigneusement des « mixtes » dont s’occupe le chimiste. L’agrégation est une union mécanique, une juxtaposition d’unités. Qu’elle soit comprise en termes d’entrelacs de corpuscules ou bien d’attraction newtonienne, elle renvoie aux propriétés générales des masses et à leurs mouvements, c’est-à-dire à la mécanique, science d’une matière homogène. La mixtion, en revanche, implique la diversité qualitative et l’individualité des constituants. Elle crée de nouveaux corps homogènes à partir d’éléments hétérogènes. La distinction entre mixtes et agrégats, que Venel emprunte à Georg-Ernst Stahl, trace la ligne de frontière entre physique et chimie. Non seulement Venel place les deux sciences sur un pied d’égalité, mais il soutient que la chimie va plus loin dans l’explication de la nature9.

10L’énigme du mixte définit ainsi l’objet propre de la chimie qui s’attelle à l’analyse ou « diacrèse » des mixtes sans prétendre « aller jusqu’au bout », sans même aspirer à connaître quels sont les vrais éléments qui composent la nature. Affronter cette énigme sans avoir peur de l’inconnu, tel est, selon Venel, l’héroïsme du chimiste.

Qu’en est-il des éléments dans le mixte ?

11C’est encore à des fins polémiques que Duhem reprend la notion obsolète, périmée, de mixte pour intituler un essai historico-philosophique sur la chimie : Le Mixte et la combinaison chimique. Toutefois il ne cherche pas à dresser la chimie contre la physique. Au contraire, il cherche à unir ces deux sciences dans son projet de mécanique chimique. Mais il attaque l’atomisme triomphant dans la chimie organique de la fin du xixe siècle. Duhem introduit la notion de mixte à l’aide d’une expérience familière :

  • 10 Duhem Pierre, Le Mixte et la combinaison chimique, Paris, Fayard, « Corpus des œuvres de philosoph (...)

Dans un verre d’eau, jetons un morceau de sucre ; au bout de quelque temps, le corps solide, blanc, cristallin, qui constituait le sucre a disparu ; le verre ne contient plus qu’un liquide homogène, transparent comme l’eau, mais ayant une autre saveur. Qu’est-ce que ce liquide ? C’est de l’eau sucrée dit le vulgaire. C’est une dissolution de sucre dans l’eau, dit le chimiste. Ces deux dénominations correspondent à deux opinions essentiellement distinctes10.

12Le vulgaire s’attache à la couleur, au goût, à l’odeur de l’eau sucrée ; le chimiste, dépassant l’expérience immédiate, parle de dissolution des molécules de sucre dans l’eau. Alors que pour Bachelard, cet exemple illustrerait les obstacles que doit surmonter l’esprit scientifique pour se détacher de l’opinion, Duhem donne raison au vulgaire contre le chimiste. Ce faisant, il veut réveiller les chimistes du sommeil entretenu par les modèles moléculaires. Pour Duhem, l’atomisme et l’architecture moléculaire n’éclairent pas les transformations chimiques et ne dispensent pas d’affronter la question d’Aristote. Outre l’atomisme, sa critique vise aussi l’élément au sens de corps simple qui détiendrait la clé du corps composé. Au lieu d’expliquer les propriétés sensibles des composés par la nature et par la proportion des éléments constituants, Duhem pense que le composé éclaire les propriétés des éléments. Duhem refuse le terme « atomicité » en usage à l’époque car les capacités d’union sont liées aux caractères du composé. Les valences ne sont pas, à ses yeux, des propriétés intrinsèques, invariables, propres aux divers atomes. En réhabilitant Aristote, Duhem ne choisit pas l’élément contre l’atome. Le mixte, le corps phénoménal que le chimiste manipule et connaît, ne se laisse réduire ni aux éléments, ni aux atomes. Cette « irréduction » plantée au cœur de la théorie chimique justifie bien le titre désuet que Duhem a choisi pour exposer sa philosophie de la chimie.

  • 11 Ibid., p. 12.
  • 12 Vauthelin Pierre-Michel, Pierre Duhem, historien de la chimie. Le mixte et la combinaison chimique (...)

13Toutefois ce n’est pas sur le mystère de l’émergence que Duhem veut attirer l’attention (la religion a ses mystères, ses énigmes, que la science positive doit laisser de côté). Il déplace la question du mixte vers celle du mode d’existence des composants dans le mixte. « Si l’eau sucrée ne renferme plus, actuellement, l’eau et le sucre qui ont servi à la former, elle peut, en cessant d’exister, reproduire cette eau et ce sucre ; elle les renferme en puissance11. » Duhem retraduit la puissance (ou dunamis) aristotélicienne en termes de potentiel thermodynamique. Cette notion abstraite permet de définir un état en termes mathématiques sans se prononcer sur ce que sont ou font les éléments durant la transformation12. On peut déterminer les proportions d’une combinaison chimique sans la fiction des atomes, qui fait croire que les ingrédients sont actuellement présents au sein du composé, en passant par l’expression mathématique des potentiels des réactifs. En enlevant tout poids ontologique à la notion aristotélicienne de puissance, Duhem se donne les moyens d’exprimer en termes purement mathématiques les réactions chimiques et de prévoir dans quelles circonstances elles se produiront, sans rien supposer quant au mode d’existence des éléments durant la transformation. Grâce aux mesures quantitatives des effets observables, et à l’aide de formules abstraites, on peut établir des égalités sans identifier ce qui est mesuré, en faisant abstraction de la nature des entités en jeu dans la réaction.

14Dira-t-on que ce retour vers Aristote et l’anti-atomisme qui l’accompagne traduit seulement un positivisme frileux ? Duhem est-il un conservateur qui fait retour à un concept suranné et retardataire puisque la chimie du xxe siècle s’est fondée sur la réalité des atomes unis en édifices moléculaires.

  • 13 Meyerson Émile, commentaire d’André Job (1912) « Le progrès des théories chimiques », in Bulletin (...)
  • 14 Meyerson Émile, Du cheminement de la pensée, Paris, Alcan, 1931, p. 84-85.
  • 15 Ibid., p. 276-278.
  • 16 Ibid., p. 359.

15Le cas d’Émile Meyerson, atomiste notoirement antipositiviste, suffit à débouter l’accusation par trop répandue de positivisme retardataire. Meyerson affronte la même énigme que Duhem quand il discute du principe de conservation de la matière. Qu’est-ce au juste qui se conserve dans les réactions chimiques ? Certes la notion lavoisienne d’élément assume la fonction de conservation et répond aux besoins d’identification de l’intellect. Néanmoins le problème théorique de la chimie est le suivant : « étant donné cette immutabilité de l’élément, comment se fait-il que les qualités se perdent et se retrouvent13 ? » Bien que la chimie lavoisienne réponde au besoin d’identifier le permanent sous le changeant, elle implique une absurdité, manifeste dans les équations chimiques introduites par Lavoisier. Comme Duhem, Meyerson recourt à un exemple familier pour faire sentir le problème mais, au sucre, il préfère le sel de cuisine. Soit l’équation « Na + Cl = Na Cl » prise au pied de la lettre. Elle dit qu’un métal mou (sodium) additionné à un gaz jaunâtre (chlore) = un sel incolore14. Le chimiste n’est pas plus logique que les « primitifs » de Lévy-Bruhl qui prétendent que « les Bororos sont des Araras ». Ce signe « = » qui viole le principe de non-contradiction traduit l’espoir que, si on avait une pleine connaissance du monde, les antécédents et les conséquents seraient identiques15. Mais cet espoir d’identification est aussi chimérique que contradictoire. Force est d’avouer que ce qui assume la permanence n’a pas une existence objective dans le composé. L’élément, cette entité qui conserve la quantité et la qualité de la matière, n’est qu’une construction de l’esprit, que Meyerson distingue soigneusement de la réalité moléculaire16.

  • 17 Voir Bensaude-Vincent Bernadette, « Mendeleev’s periodic system of chemical elements », in British (...)
  • 18 Voir par exemple Findlay Hendry Robin, « Lavoisier and Mendeleev on the elements », in Foundations (...)

16Cette distinction rejoint celle qu’établit Mendeleev entre élément et corps simple, au début de la publication du système périodique des éléments. L’élément est une entité abstraite, un être de raison, défini par la masse ou le nombre atomique (peu importe) tandis que le corps simple correspond à un objet concret, isolable au terme d’une analyse expérimentale17. Souvent négligée par les chimistes, cette distinction entre élément et corps simple est pourtant fondamentale. La légende tenace qui fait de Lavoisier le « père » de la notion moderne d’élément entretient la confusion. Si l’on tient à rapprocher Lavoisier et Mendeleev, on parvient au mieux à distinguer élément et substance simple en termes d’ensemble et de sous-ensemble, comme genre et espèce18. On considère le gaz dichlore comme un échantillon du genre chlore. Cette représentation, prédominante dans les manuels de chimie, affaiblit sérieusement la portée des concepts de base de la chimie. Quelques chimistes seulement ont attiré l’attention sur la distinction entre élément et corps simple en soulignant leur différence de statut épistémologique en termes variables.

  • 19 Paneth F., « The Epistemological Status of the Concept of Element », in British Journal for the Ph (...)

17Dans une conférence célèbre à Koenigsberg en 1931, le chimiste allemand Fritz Paneth dénonçait une ambiguïté dans les usages contemporains du terme « élément » et proposait une distinction entre einfacher Stoff (substance simple) qui correspond à l’usage commun et naïvement réaliste et Grundstoff, que le traducteur anglais a rendu par « basic substance » et que Paneth qualifie de « transcendental19 ».

18De son côté, Georges Urbain, chimiste français, spécialiste des terres rares et membre d’une commission de l’Union internationale de chimie pure et appliquée chargée de redéfinir les concepts de base dans les années 1920, prête à l’élément un « caractère idéologique », au sens où ce n’est qu’une idée.

  • 20 Urbain Georges, Les Notions fondamentales d’élément chimique et d’atome, Paris, Gauthier-Villars, (...)

Ce quelque chose de commun à un corps simple et à toutes ses combinaisons présente un caractère nettement mystérieux. Cependant son existence propre nous semble indiscutable, encore qu’il n’y ait positivement là qu’une vue de l’esprit. C’est ce quelque chose que j’appellerai provisoirement un élément. D’après cela l’élément échappe au contrôle immédiat de la sensation. Cette notion dont l’origine expérimentale est hors de discussion, présente néanmoins – et j’insiste sur ce point – un caractère idéologique20.

  • 21 Scerri Eric, The Periodic Table. Its Story and Its Significance, Oxford, Oxford University Press, (...)

19Enfin, tout récemment, le chimiste américain Eric Scerri rappelait l’importance de cette distinction conceptuelle en utilisant la terminologie « élément 1 » pour l’élément et « élément 2 » pour substance simple, ce qui n’aide guère à lever la confusion21. Quel que soit le qualificatif qu’on lui applique, le concept d’élément chimique est loin d’être élémentaire. C’est un concept éminemment abstrait, difficile à saisir et néanmoins indispensable car seul un concept abstrait autorise classification et prévisions.

  • 22 Earley, J.E., « Why there is no salt in the sea », in Foundations of Chemistry, n° 7, 2005, p. 185 (...)

20À la difficulté du statut épistémologique de l’élément s’ajoute une autre énigme qui concerne la relation entre la partie et le tout dans le vrai mixte. « Y a-t-il du sel dans la mer ? » Cette question un peu provocante permet à Joseph Earley de souligner que le mixte chimique défie la relation conventionnelle entre la partie et le tout. Alors que la méréologie, ou théorie formelle des relations entre parties et tout, postule que les parties ne sont pas modifiées par leur association dans le tout, lorsqu’on dissout des cristaux solides de chlorure de sodium dans l’eau, les deux constituants, le solvant et le soluté sont transformés. Le sel réagit avec l’eau pour former des ions hydratés (cations de sodium et anions de chlorure)22. Or, d’après Earley, l’eau dans son ensemble est affectée par ces réactions. Si bien que comme dans un vrai mixte aristotélicien, il devient impossible de distinguer le sel et l’eau dans la mer même si on peut retrouver ces ingrédients par évaporation. Il devient aussi difficile de penser le mode d’existence des éléments dans le mixte, étant donné qu’ils interagissent avec le mixte lui-même. Il reste qu’on pourrait difficilement faire l’économie de la notion aristotélicienne de puissance.

L’ontologie des chimistes

21Ainsi l’énigme du mixte conduit-elle à s’interroger sur l’ontologie propre à la chimie. À quel genre d’êtres ont affaire les chimistes ? Leur ontologie me semble se caractériser par deux traits majeurs : une priorité de la relation sur la substance, et le primat de l’action.

22Par-delà les substances concrètes macroscopiques que constituent les corps simples et composés, le chimiste postule l’existence d’êtres individuels définis par leurs capacités à entrer en relation avec d’autres entités individuelles. Qu’on désigne ces entités individuelles comme éléments ou comme atomes caractérisés par leur structure électronique, peu importe : leur raison d’être est la relation. Les chimistes ne cherchent pas à savoir quelles sont les unités ultimes qui constituent le monde matériel. Leurs formules structurales inventées au xixe siècle ne représentaient pas l’organisation réelle des atomes dans une molécule. Elles n’étaient pas pour autant de simples conventions d’écriture. Elles exprimaient des capacités de liaison (atomicité ou valence).

23L’atome des chimistes est avant tout une capacité d’entrer en relation, un substrat de relations multiples qui est indépendant de la structure granulaire de la matière. Ce qu’a très bien saisi Ernst Cassirer :

  • 23 Cassirer Ernst, Substance et fonction, Paris, Les Éditions de Minuit, 1977, p. 242.

C’est en apparence seulement que telle ou telle propriété se trouve alors rattachée à l’atome comme à son support absolu, au sein d’un ensemble qui paraît asservir et figer le tout de la relation. En vérité, il s’agit non pas tant de rapporter les différentes séries à l’atome, que de relier les unes aux autres, au moyen du concept médiateur d’atome, les différentes séries devenues interdépendantes23.

  • 24 Bachelard Gaston, La Philosophie du non. Essai d’une philosophie du nouvel esprit scientifique, Pa (...)

24Puisque ce n’est pas le support mais le rapport qui définit l’être des chimistes, et comme il n’y a de rapport ou de relation qu’entre plusieurs termes, l’être des chimistes est nécessairement pluriel. Relationnel et pluriel sont deux des thèmes retenus par Gaston Bachelard pour proclamer le rationalisme de la chimie moderne, qu’il qualifie de « non-lavoisienne ». Dans la classification de Mendeleev, il voit un renversement du réalisme au rationalisme. « La loi prime le fait », « le genre commande à l’espèce24. »

  • 25 Bensaude-Vincent Bernadette, « A Language to Order the Chaos », in The Cambridge History of Scienc (...)
  • 26 Klein Ursula (éd.), Tools and Modes of Representation in the Laboratory Sciences, Dordrecht, Bosto (...)
  • 27 Bachelard Gaston, La Philosophie du non. Essai d’une philosophie du nouvel esprit scientifique, op (...)

25Deuxièmement, les êtres supposés par les chimistes se caractérisent moins par leur structure ou même par leurs propriétés que par leur disposition. Un coup d’œil sur l’histoire de la nomenclature éclaire ce point. En 1787, le projet de réforme était de remplacer les noms d’usage par des noms qui reflètent la composition des corps. Or, l’idéal d’une nomenclature, miroir-fidèle de la composition, n’a pas résisté à l’inflation du nombre des composés à nommer (environ 6 millions). On observe une sorte de retour à des notions instrumentales au xxe siècle25. Non seulement la nomenclature des composés organiques range ces millions de composés sous une vingtaine de rubriques désignées comme fonctions (acides, halides, aldéhydes, etc.), mais surtout les formules sont des instruments, des « outils de papier », selon une expression utilisée par Ursula Klein, permettant de prévoir des opérations ou des substitutions26. Le nom ou la formule dit moins la nature intrinsèque de l’objet nommé que le rapport des chimistes à cet objet, l’utilisation qu’ils en peuvent faire, le parti qu’ils en peuvent tirer. Comme l’a bien vu Bachelard, la formule développée « n’est pas juste une représentation conventionnelle ; c’est plutôt une présentation qui suggère des expériences. La formule développée est un substitut rationnel qui donne, pour l’expérience, une comptabilité claire des possibilités27 ». C’est pourquoi les chimistes du xixe siècle ont pu rejeter l’existence des atomes, tout en les utilisant comme des plombiers utilisent des vis, des joints, ou des écrous. Cette attitude, qui parut inconséquente à Meyerson, est souvent considérée comme une preuve de l’influence délétère du positivisme sur la chimie. En fait, les chimistes refusaient de prêter à la théorie atomique le pouvoir de dire le monde tout en mettant les atomes au travail dans des processus de synthèse.

  • 28 Je tiens ici à remercier Pierre Michel Vauthelin qui a attiré mon attention sur ce traité aristoté (...)

26Les entités cachées ne sont pas des clés d’explication du monde, qui livreraient la raison des apparences, mais des outils, des instruments pour agir. L’action commande la pensée, la nomenclature comme la théorie chimique. À cet égard, les catégories usuelles – structure, propriétés, fonctions – sont très insuffisantes pour penser la chimie. La philosophie de la chimie peut encore trouver chez Aristote des ressources. On a déjà souligné l’importance de la notion de puissance pour penser le mixte. Mais l’être en puissance permet seulement de penser la conservation de la matière dans les transformations chimiques. Or la double nature – science et technique – de la chimie requiert aussi les distinctions subtiles des Catégories28. Les propriétés relèvent de la catégorie de la qualité, à l’intérieur de laquelle Aristote distingue la possession, qui concerne des qualités stables et durables, des dispositions, qui s’altèrent facilement. Aristote ajoute au couple possession/disposition le couple capacités et incapacités naturelles. Les capacités sont par nature dans le sujet tandis que possessions et dispositions doivent advenir à un moment quelconque dans le sujet. Les chimistes ne se contentent pas d’étudier pour les exploiter les propriétés, et les capacités et incapacités naturelles ; l’art des synthèses consiste bien souvent à créer des dispositions passagères qui permettront de franchir une étape.

  • 29 Hacking Ian, Representing and Intervening, Cambridge, Cambridge University Press (Concevoir et exp (...)
  • 30 Ibid., p. 419-439.

27C’est pourquoi, en reprenant la distinction faite par Hacking entre « réalisme à propos des théories » et « réalisme à propos des entités », on peut préciser que le réalisme des chimistes est un réalisme des entités en le qualifiant de « réalisme opératoire29 ». Sera compté comme réel tout ce qui permet d’intervenir sur le monde extérieur ou tout ce par quoi le monde extérieur peut nous affecter. Hacking voulait montrer que les physiciens ne se servent pas des électrons pour expliquer les phénomènes ni même pour les sauver mais plutôt pour créer des phénomènes en d’autres domaines de la nature30. Le statut que Hacking prête aux électrons s’applique aux entités postulées par les chimistes quel que soit le contexte du jour : aux principes du xviiie siècle, aux éléments du xixe siècle, comme aux atomes et aux électrons de la chimie du xxe siècle.

28L’énigme du mixte pourrait donc rester entière. Alors même que l’on a les moyens de visualiser la structure interne d’un mixte grâce à des microscopes électroniques à transmission, que l’on peut voir un atome individuel avec des microscopes à effet tunnel, les propriétés du mixte resteront une surprise, un événement car elles dépendent des relations entre les ingrédients (interfaces et surfaces) qui libèrent ou bloquent des dispositions à agir. La chimie se distingue ainsi parmi les sciences de la nature par une ontologie propre, fondée sur l’expérience des opérations matérielles, opérations de la nature comme de l’art. Est réel ce qui agit ou plutôt interagit. Cette attitude, bien distincte de celle des physiciens qui ont l’ambition de dévoiler la structure ultime des êtres, a souvent été confondue avec un idéalisme positiviste. Mais il nous paraît plus juste d’y voir un réalisme opératoire.

Notes

1 Aristote, De la génération et de la corruption, I, 10, 327b 22, Paris, Les Belles Lettres, 1993.

2 Ibid., I, 10, 328a 13f.

3 D’Aphrodise Alexandre, Du mélange, traduit par Duhem P., in Le Système du monde, I, Paris, Hermann, 1913, p. 306.

4 Needham Paul, « Chemical Substances and Intensive properties », in Joseph E. Earley (éd.), « Chemical Explanation : Characterisitics, Development, Autonomy », in Annals of the New York Academy of Science, n° 988, 2003, p. 90-98 ; Needham Paul, « Mixtures and Modality », in Foundations of Chemistry, n° 7, 2005, p. 103-118.

5 Siegfried Robert, Dobbs Betty Jo, « Composition : A neglected Aspect of the Chemical Revolution », in Annals of Science, n° 24, 2, 1968, p. 75-93.

6 Guyton de Morveau, Lavoisier, Berthollet, Fourcroy, Méthode de nomenclature chimique, Paris, Éditions du Seuil, 1994.

7 Fontenelle Bernard Le Bovier de, Histoire de l’Académie royale des sciences, t. 1, 1669, cité par Hélène Metzger, Les Doctrines chimiques en France du début du xviie à la fin du xviiie siècle, Paris, Blanchard, 1969. p. 266-268 ; voir plus haut p. 40 et suivantes.

8 Venel Gabriel-François, « chymie » in Diderot D., D’Alembert J., Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, vol. 3, p. 408-437.

9 Bensaude-Vincent Bernadette et Stengers Isabelle, Histoire de la chimie, Paris, La Découverte, 1993, p. 78-85.

10 Duhem Pierre, Le Mixte et la combinaison chimique, Paris, Fayard, « Corpus des œuvres de philosophie en langue française », 1985, p. 11.

11 Ibid., p. 12.

12 Vauthelin Pierre-Michel, Pierre Duhem, historien de la chimie. Le mixte et la combinaison chimique, DEA d’épistémologie et histoire des sciences, Université Paris 10, 1992.

13 Meyerson Émile, commentaire d’André Job (1912) « Le progrès des théories chimiques », in Bulletin de la Société française de philosophie, 13, n° 2, séance du 19 décembre 1912, p. 58.

14 Meyerson Émile, Du cheminement de la pensée, Paris, Alcan, 1931, p. 84-85.

15 Ibid., p. 276-278.

16 Ibid., p. 359.

17 Voir Bensaude-Vincent Bernadette, « Mendeleev’s periodic system of chemical elements », in British Journal for the History of Science, n° 19, 1986, p. 3-17.

18 Voir par exemple Findlay Hendry Robin, « Lavoisier and Mendeleev on the elements », in Foundations of Chemistry, n° 7, 2005, p. 31-48.

19 Paneth F., « The Epistemological Status of the Concept of Element », in British Journal for the Philosophy of Science, n° 13, 1962, repris in Foundations of Chemistry, 5 (2), 2003, p. 111-145.

20 Urbain Georges, Les Notions fondamentales d’élément chimique et d’atome, Paris, Gauthier-Villars, 1924, p. 9.

21 Scerri Eric, The Periodic Table. Its Story and Its Significance, Oxford, Oxford University Press, 2007.

22 Earley, J.E., « Why there is no salt in the sea », in Foundations of Chemistry, n° 7, 2005, p. 185-102. Comme le souligne Needham dans sa réponse à l’article de Earley, (Needham, 2005) les solutions dites idéales, telles que la dissolution de naph-talène dans le benzène, font exception dans la mesure où il n’y a pas dissociation des molécules de naphtalène dans le benzène, ni interaction entre soluté et solvant. Une philosophie de la chimie ne saurait se contenter de généralités. Il faudrait considé-rer les diverses variétés de composés (en particulier berthollides et daltonides) et de mélanges pour traiter la question du mode d’existence des éléments. Mais cela déborde du cadre de ce chapitre.

23 Cassirer Ernst, Substance et fonction, Paris, Les Éditions de Minuit, 1977, p. 242.

24 Bachelard Gaston, La Philosophie du non. Essai d’une philosophie du nouvel esprit scientifique, Paris, PUF, 1966, p. 60.

25 Bensaude-Vincent Bernadette, « A Language to Order the Chaos », in The Cambridge History of Science, vol. 5., Nye Marie-Jo (éd.), Cambridge, Cambridge University Press, 2003, p. 174-190.

26 Klein Ursula (éd.), Tools and Modes of Representation in the Laboratory Sciences, Dordrecht, Boston, Kluwer Academic Publications, 2001.

27 Bachelard Gaston, La Philosophie du non. Essai d’une philosophie du nouvel esprit scientifique, op. cit., p. 60.

28 Je tiens ici à remercier Pierre Michel Vauthelin qui a attiré mon attention sur ce traité aristotélicien lors d’un séminaire à l’Université Paris Ouest.

29 Hacking Ian, Representing and Intervening, Cambridge, Cambridge University Press (Concevoir et expérimenter, Paris, Christian Bourgois, 1989).

30 Ibid., p. 419-439.

© Presses universitaires de Paris Nanterre, 2008

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