LIVRE II, CHAPITRE I
La vitesse des molécules d'un gaz , à une pression et à une température données , n'est pas du tout une arbitraire choisie au hasard pour le besoin de la cause. Les molécules de l'air atmosphérique étant supposées assez écartées les unes des autres pour être complètement indépendantes et pour n'obéir qu'à leur pesanteur vers la terre, il est évident que leur vitesse est directement liée à la hauteur absolue de l'atmosphère au-dessus du lieu où l'on observe , et qu'elle est précisément égale à celle que prendrait un corps tombant librement dans le vide de cette hauteur.
Il est clair, en effet , qu'une molécule qui vient de frapper, par exemple, un plan horizontal solide, remonte jusqu'à ce que sa vitesse soit détruite par l'action de la pesanteur, puis recommence à tomber, et ainsi de suite. Il n'y a rien de changé si au lieu d'une molécule il en existe un très grand nombre qui se heurtent réciproquement dans leur trajet rectiligne.
Il est facile de prouver qu'en raison de l'élasticité des molécules, toutes celles d'une même couche horizontale ont la même vitesse , et que celle-ci est due à la hauteur de chute ci-dessus. Cette hauteur elle-même ne dépend que de la température (de la vitesse d'oscillation) des molécules de la surface terrestre : car la vitesse rnaxima que garde une molécule, après avoir frappé la surface, dépend du rapport de la vitesse, avant le choc, avec la vitesse propre aux molécules de la surface.
Tout l'ensemble des phénomènes que je viens de décrire est aisé à traduire mathématiquement jusque dans les plus minimes détails. Mais cette traduction est inutile pour l'objet qui nous occupe.
Telle est l'hypothèse proposée par Clausius pour l'interprétation des phénomènes de la chaleur. Si j'ai su l'énoncer clairement , le lecteur aura été frappé sans doute de son étonnante simplicité et de son caractère rationnel. Qu'elle rende
compte, dans les derniers détails, des phénomènes soumis aujourd'hui si victorieusement à l'analyse par la théorie mécanique de la chaleur, cela ne peut manquer d'avoir lieu, par ce fait même qu'elle convertit la physique de la chaleur en une simple branche de la mécanique. Mais ce n'est pas là son seul côté séduisant.
On voit effectivement, en outre, avec quelleïacilité elle rend compte d'une foule de circonstances spéciales qu'on a regardées comme des faits purs et simples non susceptibles d'explication. Tels sont, par exemple, tous les faits concernant la capacité calorifique , le coefficient de dilatation des corps en général, la tendance des gaz en particulier à se mêler intimement, etc. etc. Elle a été l'objet de diverses objections, que son auteur a su réfuter parfaitement , et qui ainsi l'ont plutôt consolidée qu'affaiblie.
En choisissant cette hypothèse comme point -de départ d'une réfutation générale de toutes celles qui , dans ces derniers temps, ont été proposées pour expliquer par de simples mouvements de la matière les phénomènes de chaleur, de lumière, d'électricité, je n'encourrai certes pas le reproche d'avoir fait à la critique la part trop facile, et cette critique elle-même aura, plutôt que toute autre chose, le caractère d'un hommage rendu à une grande conception de l'un des fondateurs de la théorie mécanique de la chaleur.
Je me suis à dessein étendu sur cette conception , pour faire ressortir tout ce qu'il y a de séduisant et de spécieux dans cet ordre d'interprétation , et pour montrer combien , en un sens du moins , sont légitimes les efforts des penseurs qui, à notre époque, ont tenté de ramener, comme on dit, à l'unité les diverses forces de la nature.
L'hypothèse d'atomes ou de molécules parfaitement élastiques, animés de certaines vitesses, et s'atlirant avec une intensité variant très rapidement lorsque les intervalles de séparation deviennent petits, cette hypothèse, dis-je, rend très
