Objection tirée de certains faits mécaniques

— Si le mouvement local n'est pas une source de réelle énergie, d'où vient cependant que tout corps en mouvement possède un pouvoir d5mamique toujours proportionné, au moins en partie, à l'intensité du mouvement dont il est animé ?

Prenons un exemple : une balle lancée par une arme à feu, traverse l'espace, rencontre sur son parcours une pièce de bois, s'y enfonce et s'arrête immobile à une certaine profondeur. Il s'est produit un effet mécanique considérable ; le bois s'est comprimé pour livrer passage au projectile ; des résistances puissantes ont dû céder le pas à un pouvoir compressif supérieur. De quelle cause relève cet effet ? En l'examinant de près, nous remarquons qu'il coïncide en tous points avec le mouvement du projectile. La perforation du bois est d'autant plus profonde que le mouvement est plus rapide ; elle commence avec lui, et cesse dès que lui-même arrive à son terme. N'est-il pas évident, qu'en lui réside la causalité de l'effet produit ? Au surplus, ce mouvement supprimé, que deviendrait le pouvoir d3'namique du projectile ?

ii6. Explication de ces faits. — Cet exemple et de nombreux cas analogues que la nature nous offre tous les jours, sont vraiment suggestifs. A s'en tenir aux apparences, il paraît naturel d'établir un lien causal entre des phénomènes qui se produisent toujours si étroitement unis et semblent par; tager les mêmes vicissitudes. L'erreur est facile ; bien des hommes de science en ont été les victimes.

Expliquons d'abord le fait. Nous justifierons ensuite notre manière de voir.

Dans ce cas, comme dans tous lés phénomènes similaires, l'effet mécanique, croyons nous, ne relève point du mouvement local, mais d'une force proprement dite, distincte du mouvement.

Au moment où la poudre s'est enflammée dans rarme à feu, elle a donné naissance à des produits gazeux, qui, tendant à prendre une énorme extension de volume, ont communiqué au projectile une puissante énergie motrice, une impulsion ou mieux une force de projection dont l'effet immédiat fut le mouvement rapide du projectile. Sous l'influence continue de cette qualité motrice, la balle lancée dans l'espace conserverait indéfiniment son mouvement de translation, si elle n'avait constamment à lutter contre la pesanteur et la résistance de l'air ; car la force dont elle est animée ne peut être détruite que dans un conflit avec des forces contraires.

Arrivée en contact avec la pièce de bois, l'énergie motrice du projectile, qui jusque-là n'a guère rencontré de sérieuse rivale, se trouve aux prises avec une force antagoniste, la force de résistance du bois. Supérieure en intensité aux premières résistances qui tendent à l'annuler, elle parvient sans doute à en triompher, mais en perdant, à chaque pas, de son énergie native, jusqu'à ce qu'enfin, complètement vaincue par les forces antagonistes, elle disparaît de la scène comme force de translation '). Alors le projectile, privé delà cause

M L'énergie n'est cependant ))as anéantie ; elle est alors remplacée par des phénomènes thermiques ou d'autres mouvements moléculaires.

de son mouvement ou de son énergie motrice, passe au repos.

Ainsi se comprennent aisément ces multiples relations qui lient l'ettet mécanique au mouvement de la balle. Si ce mouvement est le premier résultat et la manifestation fidèle de l'énergie motrice communiquée, rien d'étonnant qu'il en suive toutes les phases. Il naît fatalement avec cette énergie, jouit d'une intensité qui lui est proportionnée, s'amoindrit avec elle, et disparaît enfin au terme de l'effet produit.

117. Nécessité d'une qualité motrice. — Pourquoi, me direz-vous, cette qualité motrice, ce facteur intermédiaire entre le mobile et son mouvement ?

La nécessité de cet agent se laisse aisément soupçonner dès que l'on fixe les regards sur la nature intime du mouvement local.

La balle en mouvement, avons-nous dit, donne naissance à un effet mécanique. Or le mouvement ne peut exercer aucune influence causale. Donc il faut qu'à côté de lui, se trouve dans le projectile un principe dynamique qui, à raison de sa stabilité et de sa destination, porte à juste titre le nom de « qualité motrice ».

Pour mieux faire comprendre ces principes, appliquons-les à un exemple très simple.

Voici une bille de billard en repos sur un plan -horizontal parfaitement uni. Par un coup sec bien appliqué, vous la mettez en mouvement et l'abandonnez ensuite à elle même. Quel effet avez-vous produit ? Il importe peu à ce moment de le savoir. Mais il est certain que l'effet était complètement réalisé à cet instant oi^i vous avez cessé d'agir sur je mobile. Sinon, en l'absence de toute influence extrinsèque, les phénomènes nouveaux qui continuent à se produire, seraient des effets sans cause, puisque, par hypothèse, l'activité de la bille ne relève que de vous.

Cela posé, admettons que le résultat de votre action sur le mobile soit le mouvement local pur et simple.

Sans doute, ce mouvement s'explique aussi longtemps qu'il coïncide avec votre influence réelle, et que le mobile est resté en contact soit avec votre main,' soit avec la queue de billard dont vous vous êtes servi pour le mettre en mouvement. Mais, ce contact une fois brisé et votre action terminée, quelle est la cause du mouvement qui se perpétue, et qui même ne cesserait jamais s'il n'était constamment amoindri par les résistances extérieures ?

De deux choses, l'une : ou bien les nouvelles localisations que va recevoir le mobile ne sont rien, ne possèdent aucune réalité objective ; dans ce cas, il devient puéril d'attribuer au mouvement un pouvoir dynamique quelconque, et surtout d'en faire l'agent universel des phénomènes cosmiques. S'il faut le ranger parmi les illusions des sens, il est clair que son action est tout aussi illusoire.

Ou bien vous regardez les positions nouvelles acquises par la bille comme des phénomènes réels, mais à existence éphémère ; alors s'impose la supposition d'une qualité motrice inhérente au mobile. Ces phénomènes demandent en effet une cause stable, permanente, car ils peuvent se perpétuer à l'infini si l'on supprime toute résistance. De plus, cette force doit résider dans le mobile lui-même, si l'on veut qu'elle soit présente à ses effets constamment renouvelés, c'est à-dire aux parties fugitives du mouvement.

Or, d'où vient cette énergie ? Elle fut évidemment communiquée à la bille au moment du choc; c'est là l'effet immédiat de votre action, le mouvement n'en est que le résultat et la mesure partielle. A bon droit, nous l'avons donc appelée une qualité motrice essentiellement distincte du mouvement : en fait, elle échappe aux fluctuations incessantes qui caractérisent le déplacement local ; elle dispose le corps à produire des effets mécaniques, et si son intensité peut s'accroitre ou s'amoindrir par des impulsions nouvelles favorables ou con-

traires, d'elle même elle tend à se conserver dans son état natif. Ne sont ce pas là autant de caractères qui la distinguent du mouvement et lui font une place à part dans la catégorie des réalités corporelles ') ?

ii8. Nouvelles instances. — A cet argument nous n'entrevo5'ons que deux échappatoires possibles.

La première revient à dire que chacune des positions du mobile, consécutives à l'action du moteur extrinsèque, est elle-même cause de la position qui la suit immédiatement. De la sorte, le mouvement une fois inauguré porterait en lui-même la cause de son perpétuel devenir, et le recours à la force motrice serait inutile.

Cette hypothèse se heurte trop manifestement aux principes fondamentaux de la physique moderne, pour qu'on ait osé jusqu'ici la défendre. Autant vaudrait nier d'emblée la loi

1) A l'effet d'établir l'existence d'une distinction réelle entre l'énergie motrice et le mouvement, certains auteurs ont eu recours à un argument assez séduisant : « Il y a lieu de placer une distinction réelle entre deux choses dont l'une peut exister sans l'autre. Or, bien souvent les corps reçoivent une énergie motrice qui n'est suivie d'aucun mouvement ; tel, le cas où la masse est très grande et l'impulsion très faible. Donc... »

Que dire de cet argument .'

Il est, croyons-nous, sans valeur. Le principe de la conservation de l'énergie le condamne d'avance, et l'expérience quotidienne elle-même lui donne un solennel démenti. D'après ce principe incontestable, chaque fois qu'une force matérielle vient à disparaître, une autre énergie, en quantité équivalente, la remplace. Dans le cas mentionné, si la force motrice ne peut produire le mouvement de translation parce qu'elle rencontre une force supérieure de résistance qui l'annule, ou un obstacle fixe, nous sommes certain qu'il se produit dans le mobile une énergie calorifique équivalente à l'énergie motrice disparue.

Or, selon les mécanisles, cette nouvelle énergie n'est, comme toutes les autres, qu'un mode de mouvement. La qualité motrice ne se communique donc jamais sans donner naissance à du mouvement, qui peut être, d'après les cas, calorifique, moléculaire et invisible, de translation, etc.

Le fait de la séparabilité des deux phénomènes sur lequel repose la preuve, est par conséquent illusoire.

d'inertie. Dire que toute place occupée par un corps lui donne le pouvoir de s'en procurer une autre, c'est affirmer que la matière en repos peut, de sa propre initiative, se communiquer le mouvement.

En somme, les places successives que parcourt un mobile en action, ne sont pas d'une autre nature que la dernière position où le mobile vient jouir du repos. D'évidence, il n'existe entre elles aucune différence réelle. Si les premières font partie du mouvement, c'est uniquement parce qu'à chacune d'elles est annexé un devenir en voie de réalisation.

La seconde difficulté mérite plus d'attention. Supposer dans toute matière en mouvement l'existence d'une énergie motrice, n'est ce pas introduire une force vitale au sein des êtres inorganiques ? Cette qualité, dit-on, est interne, elle a son siège dans le mobile en action. D'autre part, le résultat de son activité ou le mouvement n'a lui-même d'autre support que le mobile. Cause et effet se trouvant dans le même sujet, que nous manque-t il pour une action immanente ?

En y regardant de plus près, on s'aperçoit aisément que l'immanence de la cause n'est ici qu'apparente.

L'immanence vraie, qui caractérise l'action vitale, n'exige pas seulement que la cause et son effet résident dans un même être ; il faut en plus que cette cause ait sa racine dans le fond même de l'être, qu'elle découle de son essence. A cette condition seulement, elle constitue pour lui un moyen congénital et naturel d'action, et l'on peut dire que chaque fois qu'elle exerce son activité, c'est l'être lui-même qui agit ou se meut.

Or dans le cas présent, la qualité motrice, bien qu'inhérente au mobile, reste toujours en lui une qualité d'emprunt ; elle n'en reflète point la nature et ne puise pas dans ses entrailles l'énergie qu'elle-même possède.

Vrai substitut de la cause extrinsèque, cette énergie communiquée décide le mobile au mouvement, mais elle lui enlève l'initiative de l'activité dont il est le support obligé. En un

mot, le corps est 7nis en mouvement ; il n'est point caUse de son propre mouvement ').

Deuxième principe mécanique :

Le mouvement est transmissible d'un corps à l'autre

Ces termes « transmission » ou « traiismissibilité du mouvement » se rencontrent presque à chaque page des- ouvrages modernes de physique et de mécanique.

' Lorsqu'un corps en mouvement vient à heurter un corps

1) 11 ne sera peut-être pas inutile de rencontrer une troisième difficulté que nous trouvons formulée dans un des ouvrages du P. Secchi, L'utiité des forces physiques, p. 13. Dans notre discussion sur le pouvoir d3-namique du mouvement, nous n'avons accordé aucun rôle à la masse. Or, dit le savant astronome, « la masse animée de vitesse est quelque chose de plus que le simple mouvement, c'est une force dans la large acception du mot. ^> En négligeant ce facteur important, n'avons-nous pas omis l'élément complémentaire dont le mouvement a besoin pour jouir d'un véritable pouvoir dynamique ?

Nous ne prétendons nullement refuser à la masse toute influence sur la grandeur des effets mécaniques. Seulement, au point de vue où nous nous sommes placé, nous n'avions aucun motif d'en faire mention. La seule question soulevée était de savoir si le mouvement, quelle que fût d'ailleurs son intensité, constituait un réel principe d'action. Or, de l'aveu de tous les mécanistes, la masse est inerte, ou ne possède, d'elle-même, aucun pouvoir virtuel.

Dans l'évaluation du mouvement, elle intervient sans doute, mais au point de vue exclusivement quantitatif. Ainsi, si deux masses d'inégale grandeur sont animées d'une même vitesse, on attribue à la plus grande plus de mouvement et un pouvoir dynamique plus intense qu'à la plus petite, car le mouvement devant se disséminer sur toute la quantité de matière du corps, on comprend que, même dans le cas d'égale vitesse, la quantité de mouvement dépend de la quantité de masse qu'elle anime. Mais cç. t6\.& ■puvemeni quantitatif ci passif diç^ la masse est absolument étranger il notre étude actuelle, qui, répéions-le, vise uniquement la tiature du mouvement.

en repos, ou doué d'une vitesse inégale et de même sens, il se produit, au moins en apparence, soit un partage, soit un échange de mouvement. L'un gagne en vitesse ce que l'autre a perdu. Le mouvement étant là, nous trouvons très naturel de dire qu'il passe d'un corps à l'autre, qu'il continue sous une forme ou sous une autre. De là, l'expression communément reçue de « transmission du mouvement ». Ici de nouveau les apparences ^ont trompeuses.

iig. Première réfutation. — Selon la théorie la plus réaliste, et partant la plus favorable aux vues mécanistes, le mouvement est une de ces réalités mobiles et fugitives qui ne peuvent naitre, ni jouir de leur existence éphémère en dehors d'un substrat matériel. Concrétisé et individualisé par ce sujet d'inhérence dont il dépend intrinsèquement, il doit lui rester attaché sous peine de disparaître du monde réel, car ces conditions sont indispensables à son existence d'emprunt. C'est aussi le sort de toute modalité accidentelle, comme l'étendue, la couleur, etc. Il existe donc une impossibilité physique à ce que le mouvement émigré d'une substance dans une autre ').

1) Nous ne résistons pas au désir de citer ici l'analyse vraiment remarquable que M. Meyerson a faite récemment de cette prétendue communication du mouvement : « Le corps moteur, dit-il,, était lui-même en mouvement, il n'a fait que cojnmuniqiier ce mouvement à un autre corps ; il semble donc que l'identité ait été maintenue, et que quelque chose, le mouvement, se soit simplement déplacé, passant du premier corps au second... Mais à mesure que nous approfondissons ce concept, nous le voyons se dérober à notre imagination. Il ne saurait y avoir de mouvement sans substrat matériel, sans quelque chose. qui se meut. Le mouvement n'a rien d'une substance, et c'est tout au plus si nous pouvons le considérer comme un état.

» A supposer que nous acceptions ce dernier concept, que nous considérions que cet état doive durer indéfiniment, ainsi que l'exige le principe d'inertie, comment pourrait-il se détacher d'un corps pour s'attacher à un autre .' Il faudrait, conjme l'a très justement remarqué Lotze --), qu'entre les deux, cet

*) Lotze, Grundzïigc der Natiirphilosophie, 2« éd., p. 17, Leipzig, 1889.

La théorie mécanique deviendrait sans doute plus concevable, si, faisant litière des faits et remettant en honneur l'ancienne h5'pothèse de l'émission, elle prétendait substantialiser le mouvement local. Alors, les voltiges et la transmission de ce petit être sui geiieris se comprendraient plus aisément. A pareilles rêveries nul n'oserait s'arrêter un instant.

120. Deuxième réfutation. — Au surplus, l'analyse des faits nous fera toucher du doigt l'impossibilité d'une pareille transmission.

La rencontre de deux corps élastiques, de même masse, dont l'un est en repos, l'autre en mouvement, peut avoir pour résultat l'arrêt du moteur et la mise en mouvement du mobile. Que se passe-t-il dans ce phénomène ?

Au moment oîi s'arrête le moteur, le mouvement dont il était animé arrive à son terme et lui donne la position tranquille qu'il occupe. Quelle est l'origine du mouvement engendré dans le mobile ?

Provient-il de la série de positions déjà parcourues par le moteur ?

Il est évident qu'au moment de la rencontre, il ne reste plus rien de ces réalités éphémères. Délaissées une à une au cours du trajet, elles se sont évanouies sans laisser de trace de leur existence momentanée.

Consiste-t-il peut-être dans les localisations ultérieures que le moteur aurait reçues si aucun obstacle n'était venu entraver sa marche ?

Pas davantage. Au moment du choc, elles se trouvaient encore dans le domaine des purs possibles.

Que reste-t-il ? La position actuelle du moteur ? Impossible

état existât un moment (infiniment court si l'on veut) en soi, comme une véritable substance, ce qui est absurde.

» En réalité, il est tout à fait impossible de se figurer la transmission du mouvement d'atome à atome sans faire intervenir une faculté spéciale, un agent mystérieux. » Meversox, Identité et réaUté, p. 332. Paris, Alcan, 1912.

qu'il s'en dessaisisse, sinon, il disparaîtrait lui-même de la scène, puisqu'il n'aurait plus de place dans l'espace.

Dans quels secrets replis de l'être réside donc cette partie du mouvement que l'on suppose transmise du moteur au mobile ?

121. Instance. — Cependant, dira-t-on, ce phénomène n en demeure pas moins étrange. Un choc se produit. Des deux corps en conflit, l'un passe au repos, l'autre gagne en mouvement ce qu'a perdu le premier. S'il n'}^ a pas de transmission, quelle est la cause de ce double résultat ?

La théorie des qualités motrices nous donne seule la clef de cet apparent mystère.

Au moment de la rencontre, la force mécanique du moteur se déploie sur le mobile en contact, et produit en lui une impulsion, c'est-à-dire une énergie motrice qui en détermine aussitôt la mise en mouvement. ]\Iais toute action provoque une réaction égale et contraire. Le mobile à son tour réagit sur le moteur par sa force de résistance, et du balancement de ces énergies antagonistes et de même intensité résulte fatalement l'arrêt subit du moteur.

Le phénomène se ramène ainsi à un simple jeu de causes efficientes régi par la loi mécanique de l'égalité de l'action et de la réaction ').

Troisième principe mécaniqjie : Le inonvevient local peut se transformer en chaleur, électricité, lumière, magnétisme , etc.

\ii. Portée de cet adage. Phénomènes qui semblent le légitimer. — La réduction de tous les phéno-

•) Le cas dont il est ici question, suppose l'égalité des masses et le choc central. L'etfet produit serait diiférent si les corps étaient doués de masses

mènes matériels à un minimum de causes fut toujours la tendance caractéristique du mécanisme. C'est sous l'influence de cette préoccupation scientifique que furent proclamées d'abord l'homogénéité et l'unité de la matière. Quant aux forces corporelles, l'unification ne pouvait guère se faire qu'en les identifiant toutes avec le mouvement local. Mais cette nouvelle unité synthétique se conciliait très peu avec la diversité manifeste des phénomènes. On dota donc le mouvement de formes variées, de modes multiples ; et pour lui conserver sous ses allures si diverses son unité fondamentale, on en fit une sorte de caméléon capable de se transformer, au cours des événements, en autant de modalités qu'en réclamaient les c^cigences des faits.

Pour qui se borne à un examen superficiel des phénomènes,

* d'inégale grandeur, mais les principes. explicatifs s'y appliqueraient avec la même rigueur.

Nous n'avons mentionné que le résultat global de l'échange des activités.

En fait, le phénomène comprend deux phases distinctes. Dès que les deux corps se trouvent en contact, ils appuient l'un sur l'autre, se déforment, et cette déformation continue jusqu'au moment où ils sont animés d'une même vitesse. A cet instant, qui coïncide avec le maximum de déformation, le mobile, en vertu de l'impulsion reçue, possède la moitié de la vitesse dont le moteur était anitiié, tandis que le moteur a perdu, sous l'influence de la réaction, la moitié de la sienne. Telle est la première phase du choc.

Mais cet état de vitesse comtnune est de très courte durée.

Les deux corps élastiques déformés tendent en effet a. reprendre leur volume primitif. Par la mise en œuvre de leurs forces d'élasticité, ils exercent l'un sur l'autre deux act ions identiques à celles qui se sont produites pendant la période de déformation, en sorte que la vitesse du mobile se trouve doublée, et celle du moteur réduite à zéro.

En somme, le mouvement engendré résulte de deux impulsions successives, comme le passage au repos du moteur a pour cause deux résistances d'égale intensité.

Si les corps étaient inélastiques, le phénomène du choc ne comprendrait que la première phase décrite, et les deux corps aplatis continueraient à se mouvoir avec une vitesse égale à la moitié de la vitesse primitive du moteur.

Cfr. Dressel, Lehrbuch dey Physik. Die Stosswirhingen, p. iio. Freiburg, 1895. — RiTTER, Lehrbuch ier techyiischen Mcchanik. Théorie des Slosses, p. 616. Leipzig, 1896.

cette transformabilité du mouvement en lumière, chaleur, électricité, etc., semble expliquer assez fidèlement le lien de succession et de corrélation qui rattache entre elles ces différentes forces de la nature.

Une balle lancée violemment contre une muraille s'}'' aplatit, et perd son mouvement de translation ; mais l'expérience nous prouve que la muraille et la balle se sont échauffées. Le mouvement, dit-on, s'est transformé en chaleur.

A son tour, la chaleur semble se convertir en électricité. Chauffez un fragment de tourmaline ; aussitôt se formeront aux extrémités deux pôles bien distincts, l'un positif, l'autre négatif.

Un ra3'on de lumière tombe sur la rétine de l'œil ; il s'3^ éteint, mais donne naissance à un petit courant électrique qui parcourt les profondeurs de l'organe visuel.

Étudiez les autres phénomènes et vous verrez que tous, sans exception, se substituent les uns aux autres en quantité équivalente.

N^y a-t-il pas là un indice manifeste, qu'en somme, toutes les formes de l'énergie ne sont que du mouvement local transformé ?

123. Conditions d'une transformation. — Avant de juger de la possibilité du fait, déterminons les conditions essentielles que doit réaliser une transformation quelconque.

Pour qu'une chose se convertisse en une autre, il faut qu'elle se dépouille de certaines manières d'être qui caractérisent son état actuel ; autrement, elle resterait identique à elle-même, et il n'y aurait point de place pour une vraie transformation. En second lieu, il est cependant nécessaire qu'une partie de la ch )se transformée se retrouve dans le résultat final de la transformation. A défaut de cette condition, un être nouveau, produit du néant, ferait place à l'ancien être totalement disparu. Mais une annihilation suivie d'une création ne nous présente évidemment pas la métamorphose naturelle d'un être.