La loi de corrélation et d'équivalence

Qu'il existe un rapport constant entre le travail dépensé et la chaleur produite, que les deux phéîiomènes se substituent régulièrement l'un à l'autre sans perte ni accroissement d'énergie, c'est un fait incontestable. Mais quel est le caractère de

') L. Poi.NXARÉ, La physique moderne, son évolution, p. 64. Paris, Flammarion, 1909.

2) Bouty, La vérité scientifique, p. 271. Paris, Flammarion, 1908.

•'') Le Box, Vévolution des forces, p. 41. Paris, Flammarion, 1912.

*) Picard, La science moderne et son état actuel, p. 130. Paris, Flammarion.

^') OsrvvALD, L'énergie, passim. Paris, Alcan, 1910.

") Duhem, L'évolution de la mécanique, p. 185 et passim. Paris, Joannin,

ce lien de succession ? L'observation directe atteint le fait sans pouvoir en saisir le mode de réalisation.

A priori trois hypothèses semblent en rendre compte :

1° Le mouvement dynamique se transforme en mouvement calorifique ; c'est la thèse favorite du mécanisme.

2° La force motrice, dont l'action est inséparable d'un certain mouvement, produit l'état thermique, c'est- à dire une force accompagnée d'un mouvement proportionnel à son intensité.

3° La force motrice n'est pas la cause directe, immédiate de la chaleur, mais par son action sur l'eau, elle provoque le déploiement d'une énergie calorifique préexistante, en sorte que l'activité de cette puissance intrinsèque répond exactement à l'excitation reçue.

A s'en tenir uniquement à l'expérience, l'on n'a donc aucun motif sérieux d'arrêter son choix sur l'une ou l'autre de ces théories, car, si l'on applique aux deux dernières le principe de l'égalité entre l'action et la réaction, elles jouissent toutes d'une égale probabilité. S'il est vrai en effet qu'il ne se produit aucun phénomène dynamique qui n'ait son exacte contre-partie, il est naturel que la force motrice disparaisse au profit d'un phénomène thermique de même valeur.

En accordant leurs préférences à la première de ces conceptions, les mécanistes n'ont donc point cédé à des préoccupations d'ordre scientifique, ni aux exigences des faits. La prudence leur commandait de suspendre leur jugement et de demander à la métaphysique la lumière que l'expérience ne pouvait point leur donner '). Ils ont pris parti pour l'hypo-

') «La loi dont il s'agit, écrit M. Boutroux, loin de prouver la possibilité des transformations, les exclut. En effet, elle n'est obtenue qu'en éliminant l'hclérogène pour ne considérer que l'élément hoinogène des choses. Le

tlièse la plus favorable à leur système préconçu; en cela se trouve le vice radical de leur méthode.

C'est, en substance, la conclusion même de M. Hirn.

« On a coutume d'affirmer, dit il, que toutes les forces se transforment les unes dans les autres. Il est beaucoup plus correct et plus libre de toute hypothèse de dire, que quand l'une se manifeste, l'intensité de l'autre s'abaisse proportionnellement. Toutes peuvent se traduire en un certain travail mécanique qu'elles peuvent rendre dans les conditions convenables. »

« Le principe de ]Mayer s'applique donc à toutes les forces de la nature, l'électricité, la lumière, le magnétisme, la gravitation, etc. Si, dans un phénomène quelconque, il se produit par exemple de l'électricité, nous sommes certains qu'il se dépense ou de la lumière, ou de la chaleur, ou du travail mécanique en quantité équivalente. Il y a équivalence quantitative au point de vue des effets produits; mais pas un fait, pas lé plus minime d'entre eux ne nous autorise à affirmer ou à nier que la lumière, la chaleur, l'électricité doivent être rapportées à un même principe » ').

148. Opinion des physiciens modernes sur la transformation des forces. — Plusieurs physiciens modernes se rallient à cet avis.

M. L. Poincaré ne voit dans la transformation des énergies qu'une hypothèse vraisemblable.

« Il est naturel, dit-il, de supposer que ces apparitions et ces disparitions équivalentes correspondent à des transformations et non à des créations et à des destructions simultanées;

physicien écarte, pour la renvoyer au physiologiste, au psychologue, ou au inétaph3-sicien, la meilleure partie de l'essence des phénomènes physiques ; et les lois qu'il pose ne concernent que les relations quantitatives que l'on peut découvrir dans ce phénomène. » Cfr. BouTROUX, De l'idée de loi naturelle, p. 55. Paris, Société française d'imprimerie, 1913. — Dauriac, Des notions de matière et de force dans les sciences de la nature. Paris, Alcan. ■-) Hirn, Aiialyse élémentaire de l'univers, pp. 326 et suiv.

l'on se représente ainsi que l'énergie prend des formes différentes... capables de se changer les unes dans les autres, mais de façon que la valeur quantitative en reste toujours la même '). »

Ailleurs, lorsqu'il applique cette hypothèse à l'énergétique^, il lui devient même peu sympathique. «. Cette manière excessive d'envisager les choses, ajoute-t-il, peut séduire par son originalité, mais elle paraît quelque peu insuffisante, si après avoir énoncé des généralités, on veut serrer de près la question. En tous cas, cette conception dépasse l'expérience ""). »

D'après M. Le Bon, « la théorie moderne de la transformation des diverses formes d'énergie semble n'être qu'une illusion résultant de ce qu'on a choisi pour les mesurer, une même unité, le travail évalué en kilogrammètres ou en calories ».

« Les transformations, dit-il, sont apparentes, analogues à celle de la monnaie en marchandises. Avec une pièce de 5 francs, on obtient un mètre d'étoffe de soie, mais personne ne suppose que l'argent dont se compose la pièce s'est transformé en soie... Les forces de la nature ne se transforment pas "). » v< Quand du mouvement ou de l'électricité produisent de la chaleur, cela ne signifie-t-il pas qu'avec des moyens dissemblables on arrive à obtenir les variations d'équilibre moléculaire d'où résulte la chaleur ? '') »

Citons aussi le jugement plein d'à-propos de M. Mach :

« Comme dans la nature, un travail effectué peut ne pas produire uniquement de la force vive, mais aussi une quantité de chaleur, ou un potentiel d'une charge électrique... on vit dans ce principe l'affirmation d'un phénomène mécanique à la base de tous les phénomènes naturels. Il n'exprime cependant rien d'autre qu'une relation quantitative invariable entre

') L. PoiNCARÉ, La physiqrie moderne, p. 66. Paris, Flammarion, 1909. 2) Id., op. cit., p. 66.

') Le Box, L'évolution des forces, p. 65. Paris, Flammarion, 191 2. ') Id., op. cit., p. 66.

les phénomènes mécaniques et les phénomènes d'autres catégories '). »

M. Picard se pose à lui-même la question : « De l'équivalence des différentes formes d'énergie peut-on conclure à leur identité ? »

« La question pour l'expérimentateur, dit-il, n'a pas de sens ; c'est un peu comme si on se demandait si deux corps sont identiques parce qu'ils ont le même poids ^). »

Enfin, M. Ostwald, qui est cependant partisan de la transformation des énergies, défend avec non moins de vigueur leur distinction spécifique et leur irréductibilité au mouvement local "').

149. Quelle est la cause réelle de la loi de corrélation? — Quand on se place exclusivement sur le terrain scientifique, comme nous venons de le faire, le lien qui rattache les uns aux autres les phénomènes de la nature est susceptible d'une triple interprétation. Il n'en est plus de même lorsqu'on le soumet à l'analyse métaphysique.

D'abord, la conception mécanique qui réduit toutes les forces matérielles à du mouvement local, et ne voit dans leur succession régulière que les étapes d'une transformation progressive d'un seul et même mouvement primitif, cette conception, disons-nous, ne résiste pas à l'épreuve des données indiscutables de la philosophie.

Jamais le mouvement n'a produit ou ne produira aucun effet quelconque *) et rh3'pothèse de ses transformations en des modalités diverses, commode peut-être pour l'imagination, n'en demeure pas moins vide de sens ").

Devant l'insuffisance de cette interprétation, insuffisance

') Mach, La inéca-niqxie, p. 469. Paris. Hermann, 1904.

-) Picard, La science moderne et son état actuel, p. 130. Paris, Flammarion.

^) Ostwald, L'énergie, pp. 1 19-130. Paris, Alcan, 1010.

*) Cfr. n 1 14, p. 204.

^*) Cfr. n. 124, p. 2:9.

manifeste au double point de vue de la nature des phénomènes et de la loi de corrélation, nous devons attribuer à des pouvoirs dynamiques réels le rôle usurpé par le mouvement, et restituer à la pesanteur, au travail mécanique, à la chaleur, à l'électricité, l'élément force dont le mécanisme les a dépouillés.

Dès lors se présentent les deux hypothèses mentionnées plus haut, relatives toutes deux au lien de succession :

Le phénomène qui disparaît^ par exemple, le travail mécanique, est-il cause efficiente directe du phénomène nouveau, la chaleur ?

Ou bien le premier est-il simplement la cause excitatrice du second ?

A vrai dire, le fait s'explique dans les deux suppositions. Seulement, la première conduit à des conséquences inadmissibles.

Une même cause en effet peut provoquer l'apparition successive de plusieurs énergies physiques. Ainsi, le travail mécanique donne souvent naissance à un dégagement de chaleur. La chaleur à son tour, par son action sur certains corps développe une force électrique, ou de la lumière, ou des forces répulsives, etc.

Or, supposé que le travail mécanique soit cause productive de la chaleur ; en vertu du principe de causalité, il faudrait accorder à ces deux énergies une communauté de nature et, de plus, regarder la chaleur comme une force extrinsèque au corps échauffé. A son tour, cette puissance communiquée du dehors rend le corps, qui l'a reçue, apte à produire chez un autre un phénomène électrique. L'électricité sera donc, elle aussi, une modalité de la force calorifique et, en dernière analyse, de la force motrice. Appliquez enfin ce procédé aux autres énergies du monde corporel, vous arriverez à cette conclusion, que toutes les puissances des êtres sont homogènes et extrinsèques . C'est le mécanisme mitigé.

La seconde hypothèse évite ces conséquences.

Elle sauvegarde la diversité spécifique des forces plwsiques ainsi que leur connexion nécessaire avec le fond substantiel. Pour elle, la chaleur, l'électricité, la lumière, etc. préexistent dans les corps à toute influence extérieure, mais leur mise en branle est subordonnée à certaines conditions, entre autres aux excitations communiquées du dehors.

Lorsque, par exemple, nous échauffons un corps par le frottement, ce n'est pas à l'énergie mécanique dépensée qu'il faut rapporter la chaleur produite. Celle-ci relève au contraire d'une cause interne, dont l'intensité d'action correspond exactement à l'excitation reçue. De la sorte, la disparition de la cause excitatrice ne présente aucune difficulté, car elle est le résultat fatal d'une réaction équivalente. D'autre part, le phénomène nouveau reçoit toujours de son devancier la mesure adéquate de son déploiement.

§ 2 Les phénomènes, de radioactivité

150. Exposé de l'argument. — Les phénomènes de radioactivité ont jeté un jour nouveau sur la constitution de l'atome chimique.

Jusqu'en ces dernières années, de nombreux chimistes considéraient l'atome comme le dernier degré d'atténuation de la matière, comme l'élément irréductible des corps simples. Mais sous la main des physiciens, l'atome lui-même s'est désagrégé en de multiples particules où se révèle son étonnante complexité. Il est un monde, mais un monde dont les constituants présentent un caractère de simplicité non moins étonnant. Malgré leur grande diversité, tous les atomes des corps élémentaires sont constitués d'électrons, c'est-à-dire d'atomes d'électricité, en sorte que l'électricité et la matière se confondent. La substance primordiale d'oii résulte l'infinie

variété des corps, se trouve enfin découverte. Il est même permis de dire qu'elle prend place parmi les données expérimentales.

« De telles conquêtes de Y atomisme ont enhardi, à juste titre, les tenants des théories mécanistes. Si la réduction de la matière à l'électricité constitue non plus une variété du mécanisme, mais une doctrine différente qu'on pourrait appeler X électro-dyniainisine , cette doctrine est manifestement proche parente des théories mécanistes » ').

Tel est dans ses grandes lignes l'argument nouveau.

C^^itons à ce sujet l'avis de quelques physiciens et chimistes.

« La tendance de la jeune physique, écrivent MM. Urbain et Sénéchal, est d'identifier la matière et l'électricité » ^^.

« L'idée que tous les corps supposés simples dérivent d'un élément unique à divers états de condensation ou de combinaison, dit M. Le Bon, vient si naturellement à l'esprit qu'elle fut émise dès que la chimie se constitua. Après avoir été abandonnée faute de preuves, elle renaît depuis que les expériences récentes sur la dissociation de la matière ont paru montrer que les produits, résultant de la dissociation des divers corps, sont formés des mêmes éléments. » Et il ajoute : « On peut donc admettre, comme infiniment probable, que tous les corps sont formés des mêmes éléments » ^).

D'après M. Picard, « les discussions soulevées à ce sujet touchent aux bases mêmes de la science, au principe de la conservation de l'énergie, au principe de Carnot, à l'immutabilité de l'atome, à la nature de la matière » *).

M. Bruylants partage aussi cette opinion ; sa conclusion est même plus catégorique : « Les conceptions électroniques

^) Brunhes, La dégradai/on de V énergie, p. 318. Paris, Flammarion, 1908.

'^) Urbain et Sénéchal, Introduction à la chimie des complexes, p. 99. Paris, Alcan, 1913.

3) Le Box, L'évolution de la viatière, pp. 223, 254-255. Paris, Flammarion,

•1) ViCAV.v>, La science tnoderne, p. 169. Paris, Flammarion, 1910.

de la physique moderne, la nature matérielle de l'émanation, la formation d'hélium, de néon et d'argon aux dépens des substances radioactives, et tous les faits qui se rapportent à la dégradation et à la transmutation des éléments, ont mis de nouveau en vedette !a vieille hypothèse ; et actuellement, on peut concevoir les éléments comme des formes plus ou moins différenciées d'une matière unique qui est peut-être l'éther lumineux » ').

Dans un langage plus franchement mécaniste, M. Righi écrivait récemment : « Les électrons... sont, pour ainsi dire, les atomes de la substance primordiale inconnue, appelée électricité (ou mieux électricité négative), et en même temps, ouivant l'opinion désormais unanime, les éléments constitutifs des atomes de la matière. C'est en eux, et dans leurs mouvements, que résident les causes premières de tous les phénomènes du monde physique » ").

Nous retrouvons enfin !a même pensée, bien qu'exprimée sous des formes diverses, chez de nombreux chimistes et physiciens ; à citer notamment M""" Curie ^}, Hartog "*), Pallat Ô, E. Bouty '^), Rey ').

151. Critique de cet argument. Opinion des physiciens sur la valeur de la théorie. — La théorie électronique « s'est révélée comme un instrument d'investigation et de découverte d'une grande puissance. Elle laissera

') Bruylants, La valence chimique (Revue des Questions scientifiques, janvier-avril 1912), p. 14.4.

') A. Righi, La nature des rayons X (Scientia, vol. XV, n. 33-1, 1914), p. 31.

•^) M"-^ Curie, Les radio-iUments et leur classification (La Revue du Mois, 10 juillet 1914), p. 35.

') Hartog, Les récentes théories biologiques sur la mémoire (Scientia, vol. XV, n. 33-1, 1914), p. 53.

■^) Pallat, Le nouvel état de la matière (Revue des Questioîis scientifiques, avril 1905), pp. 518-519.

^) Bouty, La vérité scientifique, pp. 236-246. Paris, Flammarion, 1908.

') E. Rev, La philosophie moderne, pp. 158-161. Paris, Flammarion, 1911.

assurément une trace profonde dans l'ensemble de nos idées sur la constitution corpusculaire de la matière » '). On comprend dès lors l'enthousiasme avec lequel elle fut acceptée par les savants.

Ce serait cependant une erreur de croire qu'elle puisse être regardée déjà comme l'expression de la réalité. Les considérations de L. Poincaré nous semblent à ce sujet très opportunes : « L'électron a conquis la physique, et beaucoup adorent la nouvelle idole d'une adoration un peu aveugle ; certes, on ne peut que s'incliner devant une hypothèse qui permet de grouper, dans un même ensemble, toutes les découvertes sur les décharges électriques, sur les substances radioactives, qui conduit à une théorie satisfaisante de l'optique et de l'électricité, et par l'intermédiaire de la chaleur rayonnante, semble devoir englober prochainement les principes de la thermodynamique ; certes, on doit admirer la puissance d'un symbole" qui pénètre aussi dans le domaine de la mécanique et qui nous fournit une représentation simple des propriétés essentielles de la matière ; mais il convient de ne pas perdre de vue qu'une image peut être une apparence bien fondée mais ne saurait se superposer à la réalité objective » ^).

« Nous avons tenu, écrit M. Proumen, à mettre le lecteur en garde contre cette théorie qu'il ne faut considérer que comme un mo^'en de représentation. L'avenir seul nous apprendra ce qu'elle renferme de vérité » ^).

« On y conçoit la matière, dit Picard, comme constituée d'électrons positifs et d'électrons négatifs ; elle devient de l'électricité en mouvement. Il serait prématuré d'émettre un pronostic sur l'avenir de ces vues hardies » ■*].

') Bloch, La théorie électronique des métaux (Les idées moderiies sur la constitutio?i delà matière. Paris, Gauthier-Villars, 1913), p. 191.

2) PoiNXARÉ, La physique moderne, p. 305. Paris, Flammarion, 1909.

■') Proumen, Zrt ;«fi//tv-^, l'éther, l'électricité, \^'^vo\. Paris, Desforges, 1909.

■*) Pic.\RD, La science moderne et son état actuel, p. 175. Paris, Flammarion,

D'après M. de Heen, « les choses peuvent se passer rigoureusement dans certains cas comme si la théorie électronique correspondait à une conception vraie de la nature, mais malheureusement, les choses peuvent se passer aussi dans d'autres cas d'une manière entièrement opposée à ses conclusions » ').

Beaucoup de ph5'siciens, malgré leurs sympathies pour la théorie nouvelle, gardent cette prudente réserve.

En fait, si la structure atomique des corps matériels et la prodigieuse complexité de l'atome des corps simples semblent être deux notions importantes définitivement acquises à la science ^), que de mystères planent encore sur la nature des corpuscules qui constituent l'atome chimique ! « Sur la nature du centre d'attraction positif qui maintient les corpuscules négatifs, nous n'avons encore aucune notion » ^).

« Si nous avons pu commencer à connaître le monde des atomes, les dénombrer, les peser, les mesurer du dehors, nous ignorons encore tout ou presque tout des lois qui régissent leur structure et leurs mouvements internes, et leurs échanges d'énergie avec l'éther par voie de rayonnement » *).

152. Cette théorie soulevé encore à l'heure présente de grosses difficultés. — « Elle a introduit dans nos conceptions, sur la constitution et les propriétés de la matière une telle unité, dit M. Bioch, qu'on a pu croire un moment que nous possédions aussi, dans ce nouveau domaine, des idées presque définitives. Mais... non seulement certains phénomènes, tels que la gravitation, se sont refusés jusqu'ici

•) De Hee.v, Introduction à l'étude de la physique. La théorie des électrons (Mémoire, Académie royale des Sciences, 2^ série, t. IV. Bruxelles, Ha3'ez, janrier 1913), p. ^^^.

2) Bru.vhes, La dégradation de l'énergie, p. 317. Paris, Flammarion, 1908.

^) Bruxhes, 0/*. cit., p. 314. — Delbet, T.a science et la réalité, p. 329. Paris, Flammarion, 1913.

*) Langevin, Thermodynamique et statistique (Revue du Mois, 10 janvier 1914), p. 38.

à prendre place dans l'ensemble de l'édifice, mais d'autres phénomènes commencent à le saper par sa base. Parmi ceuxci, on peut citer : i" le rayonnement du corps noir ; 2° la variation des chaleurs spécifiques avec la température. Ces phénomènes... la théorie corpusculaire ou électronique de la matière ne les explique pas ou les explique mal » ').

« Cette difficulté, ajoute-t-il. . ., inhérente à la théorie des électrons en général, obligera sans doute à remanier nos idées, de manière à arriver à un compromis satisfaisant. C'est là l'œuvre de l'avenir » ^).

Des physiciens de marque ne craignent pas de reconnaître ces points faibles de la théorie ^).

153. Cette théorie ne suppose nullement l'unité essentielle de la matière. — Admettons provisoirement le bien fondé de la théorie électronique. Quelles en seraient les conséquences au point de vue de la théorie mécanique ? Justifierait-elle le premier dogme du mécanisme traditionnel : l'unité essentielle de la matière ?

D'abord, il est certain qu'à l'heure présente, tous les physiciens admettent, comme éléments primordiaux de l'atome chimique, un noyau positif et des électrons négatifs, les uns libres, les autres enchainés au noyau central. Nous sommes donc en présence, non pas d'une matière homogène unique, mais de deux constitutifs, de deux électricités qu'on décore, il est vrai, d'un même nom (électricité), mais qui se montrent irréductibles entre elles.

Or la réduction de l'univers à deux facteurs primordiaux hétérogènes n'est pas plus favorable au mécanisme que la

') E. Bloch, La théorie électro7iique des métaux {Les idées mode>-?ies sur la constitution de la matière. Paris, Gauthier-Villars, 1913), PP- U9 et 190.

2) Id., ibid., p. 190.

3) L.^NGEVIN, La dynamique électromagnétique, passim {Les idées modernes). — H. PoiNXARÉ, Les rapports de la matière et de réther, passim {Les idées modernes).

réduction de tous les composés chimiques aux quatre-vingtdix corps simples des chimistes. La question qui se pose est une question d'unité ou de pluralité, d'homogénéité ou d'hétérogénéité. La grandeur du nombre d'éléments originaux n'est ici d'aucune importance, pourvu que le nombre exprime une pluralité ; en un mot, il est tout aussi facile à un adversaire du mécanisme, de concevoir la formation du monde à partir d'un simple dualisme primitif, qu'à partir de cent ou deux cents corps élémentaires.

Que ce dualisme s'impose, il nous suffira pour nous en convaincre de citer l'opinion des partisans les plus décidés de la théorie électronique.

« Au lieu de considérer les fluides électriques (électricité positive et électricité négative) comme contenus dans la matière, dit Perrin, on admet qu'ils en sont inséparables, qu'ils sont la matière elle-même. Ainsi l'univers matériel serait construit avec seulement deux substances primordiales. Toute charge électrique apparente serait formée par un excès, relativement très faible, de l'une de ces deux substances » ').

« Les atomes différeraient alors, écrit M. Pallat, non par leur matière constitutive, mais par la quantité positive de leur matière positive on. électron positif et par le nombre, la disposition des corpuscules ou électrons négatifs. Ainsi il se peut que la théorie corpusculaire conduise à l'unité de la matière, idée si chère aux esprits philosophiques ; unité pourtant pas tout à fait, puisqu'elle nécessiterait deux matières fondamentales distinctes : l'une électron positif, l'autre électron négatif inséparable d'une charge d'électricité négative » "").

') Perrix, Traité de chimie physique. Les principes, p. 23. Paris, Gauthier- Villars, 1903.

'^) Pallat, Le nouvel état de la matière (Revue scientifique, 29 avril 1905), p. 518. — Cfr. M'"^ Curie, Sur les rayonnements des corps radio.iclifs (Les idées modernes sur la constitution delà matière. Paris, Gauthier-Villars, 1913), pp. 273-277. — L^EBiERNE, Sur les transformations radioactives (Les idées modernes), pp. 305-34.1. — SoDDV, Radioactivité (Les progrès de la chimie en 1912, Paris, Hermann, 1913), p. 359- — Chimie des radio-éléments, 1914.

« C'est bien une différence spécifique (qu'il faut placer), dit M. Bouty, entre les deux sortes d'électricité » ').

Pour certains auteurs, entre autres M. Rey, il paraît même certain que les électrons ne sont pas tous identiques entre eux.

Dans une étude très fouillée sur ce sujet, ce physicienphilosophe nous dit en effet « qu'il paraît très peu en accord avec tout ce que nous apprenons sur la structure intime de la matière, de supposer, aussi bien pour les atomes matériels que pour les atomes électriques, une identité absolue de leurs individualités. Tout porte à croire, dit-il, que ces individualités sont semblables mais non indiscernables, exactement comme les individualités les plus complexes inorganiques et organiques. Il semble donc infiniment probable que tout élément auquel nous remontions, varie toujours entre certaines limites étroites » ^).

154. La théorie ne supprime pas la matière ordinaire. — Bien plus, la théorie électronique n'est nullement incompatible avec l'existence de la matière entendue au sens ordinaire du mot.

Les électrons ou particules d'électricité négative n'ont pas de masse pondérale ; leur niasse, d'après la théorie, est tout entière d'origine électromagnétique, elle exprime la quantité d'énergie qu'il faut consommer pour créer le champ électromagnétique qui forme le sillage de la particule en mouvement.

Mais on constate aussi que l'émission de ces électrons négatifs par les corps radioactifs ne diminue jamais sensiblement le poids réel de l'atome soumis à cette désintégration. Il n'y a réellement de perte de poids que dans l'émission par les masses atomiques de particules positives qui sont en réalité des atomes d'hélium. Et dans ce cas, le poids de l'atome

') BouTV, La vérité scientifique, pp. 241 et suiv. Paris, Flammarion, 1908. -) Rev, Vers l'intuition expérimetitale de l'électron {Revue philosophique, mai 1914). Voir aussi les no'^de novembre et décembre 19136! avril 1914.

résiduel et celui de la particule émise constituent un total qui représente exactement le poids que possédait l'atome chimique avant sa dislocation. L'émanation, par exemple, dont le poids atomique est 222,5 devient, en perdant une particule a ou un atome d'hélium, du radium A dont le poids atomique est 218, 5. Or le poids atomique de l'hélium, 4, mesure exactement la Derte subie par l'émanation.

De quel droit affirmer que ces no3-aux positifs ne sont que de l'électricité pure et simple ?

« On peut, écrit M. Bout}', considérer ces centres (positifs) comme a3'ant une constitution beaucoup plus complexe et il n'est pas évident que, si cette constitution était connue, leur masse réelle ne s'annulerait pas aussi complètement que celle des centres négatifs. La matière s'évanouirait au profit des champs magnétiques. » Mais il ajoute : « ce n'est là, actuellement, qu'une hypothèse presque gratuite, qu'on est parfaitement libre de ne pas accepter, jusqu'à plus ample informé » ';.

Tel est aussi l'avis de L. Poincaré : « On pourrait évidemment supposer, dit-il, que ce centre positif conserve, lui, les caractères fondamentaux de la matière et que, seuls, les électrons n'ont plus qu'une masse électro-magnétique » ^).

D'ailleurs, les physiciens ne professent-ils pas, à l'unanimité, qu'on ne connaît rien ou presque rien de la nature et de la constitution de ce noyau central des atomes chimiques ?

A notre avis, c'est donc en vain que le mécanisme se

1) E. BouTY, La 7)érité scientifique, p. 246. Paris, Flammarion, 1908.

2) L. Poi.N'CARÉ, La physique moderne et so7i étal actuel, p. 300. Paris, Flammarion, 1909. — Cfr. Le Box, L'évolution de la matière, p. 121. Paris, Flammarion, 1910. « Les mesures de l'inertie des électrons, dit-il, n'ont porté que sur les électrons négatifs, les seuls qu'on puisse isoler entièrement de la matière. Elles n'ont pas été effectuées sur les ions positifs. Demeurant inséparables de la matière, ces derniers en possèdent la propriété essentielle, c'est-à-dire une masse constante indépendante de la vitesse. » Cfr. Brunhes, La dégradation de l'énergie, p. 303. Paris, Flammarion, 1908. — Lodge, La vie et la matière, p. 29. Paris, Alcan, 1909. — Boucher, ^55^/ sur l'hyper espace, p. 113. Paris, Alcan, 1905.

réclame de la théorie électronique pour justifier son dogme de l'unité essentielle de la matière. Cette théorie ph^'sique n'est qu'un essai de synthèse, généralement fructueux sans doute^ mais qui soulève actuellement encore de grosses difficultés. De plus, elle aboutit à un dualisme réel et inévitable, à une pluralité de substances primordiales oîi la matière pondérale, au sens ordinaire du mot, semble. pouvoir conserver sa place.

155. La théorie électronique ne nécessite pas la réduction de toutes les forces au mouvement local.

— Reste le second dogme du mécanisme : la réduction de toutes les forces, et dans l'espèce, de l'électricité, au mouve ment local. « La notion du mouvement, dit E. Rey, resterait toujours le centre du nouvel édifice La physique électronique est une théorie figurative et cinétique » ').

Pour rendre compte des faits de radioactivité, la théorie suppose douées de mouvement local les particules constitutives de l'atome chimique. D'après elle, les électrons gravitent \ autour du noyau positif comme les satellites autour du soleil, avec une vitesse de plusieurs trillions de tours pai seconde. Or ceci est une pure hypothèse qui ne peut se réclamer d'aucune preuve expérimentale ou inductive ; notre ignorance est complète au sujet de la constitution intime de cet édifice atomique.

Sans doute, dans le fait de l'explosion de l'atome, les électrons se trouvent lancés dans l'espace et sont, d'évidence, animés de mouvement local. Mais qui donc a prouvé que toutes les énergies mises en jeu résident dans ce mouve- ' ment, que l'électricité s'identifie avec ce déplacement local 2 des électrons, que le mouvement enfin ne relève d'aucune v. autre cause que de lui-même ? Ce sont là trois problèmes que la théorie n'a pas résolus et ne saurait même pas résoudre avec les données d'expérience actuelles.

') Rey, La théorie de la physique chez les physiciens contemporaiiis, p. 296. Paris, Alcan, 1907.

Telle est d'ailleurs la pensée qu'exprime M. IMeyerson quand il nous dit : « Nous sommes entièrement ignorants de la nature du phénomène fondamental que nous supposons, à l'heure actuelle, électrique et que nous assimilons à une ondulation » ').

A ce sujet, l'opinion de M. Xernst peut aussi être citée : « Sous l'influence des travaux récents s'est répandue l'idée que la théorie fluidique de l'électricité, qui voit en elle un agent matériel, était définitivement éliminée; on entend même souvent cette assertion, nullement motivée, que l'électricité n'est qu'un « état vibratoire »... L'optique est devenue en fait un chapitre spécial de l'électricité, de même que le magnétisme en est un depuis longtemps. Malgré cela, la question de la nature de l'électricité est restée dans son ensemble ce qu'elle était auparavant » ^).

Bien plus, s'il faut en croire plusieurs physiciens, notamment Langevin^) et H. Poincaré "*). . ., il serait impossible, à l'heure présente, de se passer, dans l'explication de certains phénomènes relatifs à la radioactivité, de forces distinctes des énergies électriques et magnétiques ^).

^ § 3 Le moiivement Brovcnien

156. Exposé et cause présumée du fait. — Ce phénomène fut signalé déjà en 1827 par le botaniste Brown. Voici en quoi il consiste :

') Meversox, Identité et réalité, p. 213. Paris, Alcan, 1912.

2) Xerxst, Traité de chimie générale, F® partie, pp. 449-450. Paris, Hermann, 1911.

^) L.\X(îEViN, Liî dynamique électromagnétique {Le.<; idées modernes sur la cojistitution de la matière. Paris, Alcan, 1913), p. 114.

4) H. Poi.NX.\RÉ, Science et mét'.xode, p. 247. Paris, Flammarion, 1909.

•'') Henrtques, Les co7icepts fondamentatix de la science, pp. 246 et suiv. Paris, Flammarion, 191 3.

A l'échelle ordinaire de nos sensations, toutes les parties d'un liquide en équilibre nous semblent immobiles. Si l'on place dans ce liquide un objet quelconque plus dense que lui, cet objet tombe verticalement et ne remonte jamais spontanément.

Au contraire, si l'on examine au microscope de petites particules placées dans l'eau, on voit que chacune d'elles, au lieu de tomber régulièrement, s'agite de façon désordonnée. Elle va et vient en tournoyant, monte, descend, remonte encore, sans tendre aucunement vers le repos. « Enfin, et ceci est peut-être le caractère le plus étrange et le plus véritablement nouveau, le mouvement ne s'arrête jamais. A l'intérieur d'une cellule close, on peut l'observer pendant des jours, des mois, des années... ') » Tels sont les caractères du mouvement brownien.

Quelle est la cause de ce mouvement continu et irrégulier?

L'expérience prouve qu'il est complètement indépendant du mouvement des particules voisines ; il persiste indéfiniment malgré toutes les précautions que l'on prend ])Our assurer l'équilibre mécanique et thermique du liquide où le phénomène se produit. Ce phénomène n'a donc point pour cause les courants de convection que peuvent produire les trépidations, l'évaporation, les différences de température, les courants d'ensemble qu'on reconnaît facilement quand ils se superposent au phénomène.

Il faut en conclure, avec Wiener, que l'agitation perpétuelle de ces particules est déterminée par les mouvements internes, caractéristiques de l'état fluide. En d'autres termes, le mouvement brownien semble confirmer l'hypothèse d'après laquelle les molécules d'un liquide sont soumises à un régime permanent de violente agitation. Tout granule situé dans un fluide,

') GouY, Le moiivonent tro'd<7iic7i et /es ))ioin'einents moléculaires (Revue générale des scieiices, i janvier 1895), pp. 5 et siiiv. — ArrhéniUS, Conférences sur quelques théines choisis de chimie physique, pp. 12-18. Paris, Hermann, 1912.

étant sans cesse heurté par les molécules voisines, en reçoit des impulsions qui, en général, ne s'équilibrent pas, et se trouve de la sorte irrégulièrement ballotté.

Le repos apparent des liquides en équilibre n'est donc qu'une illusion due à l'imperfection des sens. En un mot, le mouvement brownien visible au microscope est l'image fidèle et le résultat du mouvement moléculaire invisible. « Il nous fournit, comme le disait M. Gouy, ce qui manquait à la théorie cinétique de la matière : une preuve expérimentale directe » ').

157. Critique de cet argument. — Le mouvement brownien est certainement l'un des faits les plus importants dont puisse se réclamer la théorie cinétique. Xous reconnaissons même volontiers que, jusqu'ici, aucune autre théorie n'en a donné une explication pleinement suffisante. Mais la conception mécanique lève-t-elle toute difficulté, satisfait- elle à tous les principes de physique bien établis?

L'une des plus belles découvertes du siècle dernier est sans contre:iit le principe de Carnot et la loi de la dégradation de l'énergie qui en est la conséquence nécessaire. D'après ce principe généralisé, tout phénomène naturel exige, pour se produire, une différence de niveau des énergies en présence. La nature tend constamment à rétablir l'équilibre là 011 il fait défaut, et l'intensité du phénomène se mesure à cette inégalité énergétique, en sorte que le monde marche fatalement vers un état de nivellement universel et de repos.

Or comment concilier avec ce principe confirmé par d'innombrables expériences, la conception mécanique de l'état liquide ? Si les particules d'un fluide sont animées de mouvements constants dont la moyenne reste toujours invariable dans les mêmes conditions physiques de pression et de tem-

') Perrix, Les atomes, pp. 123 et suiv. Paris, Alcan,i9i4. — Les pi-euves delà r-éalité moléculaire (Les idées modernes. Paris^Gauthier-Villars, 1913), pp. 6-26.

pérature, si ce mouvement est apte de lui-même à se perpétuer éternellement, ce mouvement ne porte-t-il pas à juste titre le nom de monvejnent perpétuel dont la science proclame l'impossibilité physique? Ou, du moins, que devient l'évidente tendance de l'univers à la stabilité, à l'universel nivellement énergétique ?

Certes, il y a là une très grande difficulté.

158. Instance. — Pour y échapper, plusieurs ph5^siciens ont proposé d'atténuer la rigueur du principe de Carnot, d'en faire une loi approchée ou plutôt une loi de haute probabilité, valable seulement pour des systèmes complexes de mouvements.

Ils distinguent aussi deux sortes de mouvement perpétuel. On peut entendre, dit-on, par mouvement perpétuel, un mouvement qui se produirait sans dépense d'énergie. Il est clair que pareil mouvement, une fois inauguré, se continuerait indéfiniment et pourrait donner naissance à des effets mécaniques qui viendraient augmenter la somnle des énergies de l'univers, sans entraîner aucune diminution correspondante.

Pareil mouvement est manifestement condamné par le prin-| cipe de la conservation de l'énergie; toute production nouvelle d'énergie devant être compensée par une perte équivalente.

Mais on peut concevoir un mouvement perpétuel qui se concilie aisément avec le principe énoncé. Il suffit, en effet, d'admettre que tout accroissement de vitesse d'un grain ou d'une particule suspendue dans le liquide, s'accompagne d'un refroidissement du fluide en son voisinage immédiat, et que toute diminution de vitesse s'accompagne d'un échauffement local ').

') Perri.x, Les atomes, p. 124. Paris, Alcan, 1914. — Les preuves de la réalité moléculaire : Le mouvement brownien ; les lois du mouvement brownien ; phénomènes browniens fLes idées modernes sur la constitution de la. ■matière. Paris, Gauthier- Villars, 1913), pp. 7-47.

Or, ce mouvement est compatible avec le principe de Carnot, à condition de bien l'entendre.

Il est nécessaire de distinguer deux acceptions de ce principe.

Les uns — telle fut d'ailleurs l'opinion de la généralité des physiciens jusqu'en ces dernières années — les uns le regardent comme une vérité absolue, applicable non seulement à l'univers, ou à un ensemble de particules matérielles, mais à ciiacune des particules prises isolément. Dans ce cas, toutes les molécules et tous les atomes d'un milieu liquide ou gazeux finiraient par céder à la loi du nivellement, tous prendraient un mouvement uniforme qui rendrait inexplicable le mouvement brownien.

D'autres entendent le principe en un sens plus large. Ils n"v voient qu'une loi statistique, une loi de haute probabilité. Pour eux, le principe de Carnot n'est vrai que pour l'univers ou pour un système de particules plus ou moins nombreux ; il ne l'est plus pour un très petit nombre de particules considérées isolément.

« Depuis que Maxwell, Boltzmann et Gibs, dit M . Baiier, ont étudié d'une façon tout à fait générale les lois de la Mécanique statistique, le principe de Carnot se présente sous une forme nouvelle, plus compréhensible et moins absolue ; c'est ime loi de probabilité, valable avec d'autant plus de rigueur que les systèmes étudiés sont plus complexes » ').

Si l'on mélange deux gaz de température différente, il se produit, après peu de temps, un état thermique uniforme, le même pour toute quantité appréciable du mélange. Cette uniformité, invariable sans l'intervention d'une énergie étrangère, ne représente cependant qu'une moyenne. En fait, il existe à l'intérieur de la masse gazeuse des différences multiples de température ; telle molécule, par exemple, a un mouvement

' ) Cfr. E. B.\UER, Les quantités élémeiitaires d'énergie {Les idées modernes sur la constitution de lamati'ere. Paris, Gauthier-Villars, 1913), p. 115.

plus rapide que telle autre, mais comme le nombre de particules supposé est considérable, l'excédent de vitesse des unes est compensé par la lenteur des autres, en sorte que le résultat d'ensemble reste sensiblement invariable.

Ainsi en est-il dans un milieu liquide ').

La nature tend donc vers l'uniformité et la stabilité, si on entend cette uniformité comme la moyenne d'un ensemble d'actions ; elle comporte, au contraire, une diversité permanente d'actions isolées faisant partie de cet ensemble.

Les mouvements intestins d'un corps gazeux ou liquide en équilibre thermique peuvent donc se produire aux dépens des mouvements calorifiques, comme ceux ci peuvent être engendrés par les chocs moléculaires. Chacune de ces transformations se fait suivant les exigences du principe de la conservation de l'énergie. D'autre part, on comprend aussi qu'il soit pratiquement impossible, comme le veut le principe mitigé de Carnot, de transformer à son gré en travail toide la chaleur d'un liquide en équilibre thermique : il faudrait, pour atteindre ce but, pouvoir coordonner, c'est-à-dire rendre parallèles, les vitesses de toutes ces molécules.

On ne voit donc aucune répugnance à ce que ces mouvements internes se perpétuent indéfiniment grâce à cette transformation constante, réalisée par les particules isolées, de chaleur en travail mécanique et de travail mécanique en chaleur.

D'après certains physiciens, il ne serait même pas impossible que toute la chaleur d'un liquide en état d'équilibre

') « Dans le cas d'une grande surface, les chocs moléculaires, cause de la pression, ne produiront aucun ébranlement du corps suspendu, parce que leur ensemble sollicite également ce corps dans toutes les directions. Mais si la surface est inférieure à l'étendue capable d'assurer la compensation des irrégularités, il faut reconnaître des pressions inégales et continuellement variables de place en place, que la loi des grands nombres ne ramène plus à l'uniformité, et dont la résultante ne sera plus nulle, mais changera continuellement d'intensité et de direction. » Cfr. Perrin, Les atomes, p. 127.

thermique se transformât finalement en travail, mais pareille transformation exigerait des temps d'une durée incalculable. Pour eux, le principe, même dans ses applications à des ensembles de particules, ne jouirait que d'une très haute probabilité 'j.

Considéré comme loi statistique, le principe de Carnot se concilierait donc avec le mouvement perpétuel des particules d'un liquide et par suite avec le mouvement bro^vnien.

15g. Critique. — Que faut-il penser de cette nouvelle interprétation ?

Le principe de Carnot est Un fait, et même le fait de beaucoup le plus important de la science. Sa raison d'être est de préciser l'irréversibilité, de la rendre tangible. La réversibilité n'existe nulle part dans la nature ; le phénomène réversible est purement idéal ; on peut tout au plus le concevoir comme un cas-limite des phénomènes réels, tous irréversibles au fond. Toute dérogation à pareil principe doit donc être appuvée sur des faits. Or, le langage de l'expérience est-il réellement décisif en cette matière ?

Il est certain d'abord que parmi les adversaires du principe de Carnot, plusieurs se sont laissés guider par des considérations absolument étrangères aux exigences de la science. Pour Haeckel, par exemple, la loi de la dégradation de l'énergie s'applique à des processus particuliers, mais ne peut s'étendre au grand Tout du cosmos, sinon, à la fin du monde devrait correspondre un commencement, conséquence incompatible avec le monisme ').

Telle est à peu près l'opinion d'Arrhénius. Si les vues de Clausius étaient exactes, dit-il, cette mort calorifique devrait

1) Voir l'hypothèse « des démons ■» de Maxwell chez BRL"NHES,Zrt dégradation de l'énergie, pp. 331 et suiv. Paris, Flammarion, 1908. — Cfr. Boltzmann, Leçons sur lu théorie des gaz (traduction française Gallotti et Bénard). Paris. Gauthier- Villars, 1905.

-) H.ïCKKL, Les énigmes de l'tinivers, pp. 283-284. Paris, 1902.

déjà s'être établie depuis les temps infinis que le mondis existe. D'autre part, on ne peut supposer qu'il y ait eu un coniniencement, puisque l'énergie ne peut être créée ').

Il est évident que ces considérations aprioriques n'ont aucune valeur scientifique.

Certaiiis physiciens, il est vrai, notamment Maxwell, Gibs et Boltzniann'') ont imaoiné diverses hypothèses pour échapper aux graves conséquences du principe de Carnot, et concilier à la fois le mécanisme et l'expérience. Mais d'autres physiciens de valeur, Poincaré ^), Duhem "*), Lippmann ^) et Mach ^) aiment à reconnaître que la tentative de Maxwell, de loin la plus sérieuse, paraît encore bien insuffisante.

« Même avec le principe de Carnot entendu dans son sens large, écrit M. Brunhes, le mécanisme peut-il s'accorder ? ou bien le désaccord est-il définitif ? Sur ce problème, il semble encore prématuré de prononcer un verdict sans appel » ^).

Sans doute, s'il était prouvé que le mouvement brownien résulte des mouvements moléculaires du liquide, la théorie de Maxwell, qui suppose que le principe de Carnot règle les phénomènes des corps sensibles, mais ne s'applique pas à leurs particules élémentaires, cette théorie, disons-nous, recevrait une puissante confirmation. Mais, même dans cette hypothèse, on ne serait pas encore autorisé à conclure que ce mouvement perpétuel ne résulte pas, à son tour, d'énergies mécaniques plus profondes.

De plus, est-on certain d'avoir découvert la vraie cause du phénomène ?

1) Akkkèn lus, L'éi/o/îiiion des inondes, irad.Seyng,p. iv. Paris, Béranger,i9io.

2) BoLTZMAXN, Leçons sur la théorie des gaz, II® partie, pp. 252 et suiv. Paris, 1905.

3) H. Poixc.\RÉ, Le mécanisme et l'expérience (Revue de Métaphysique et de Morale, \, 1893), pp. 535-537-

■*) Duhem, L'évolution de la mécanique, p. 153. Paris, Joannin, 1903. ^') Lippmann, La théorie cinétique des gaz et le principe de Carnot (Congrès international de physique, i vol., p. 549).

*■) Mach, Die principien der Wàrmelehre. p. 364. Leipzig, 1896.

"') Brunhes, La dégradation de l'énergie, p. 332. Pans, Flammarion, 1908.

Aucune autre ne se laisse soupçonner actuellement, dirai-on ! Soit. Mais les énergies de la matière sont encore si peu connues, et qui peut pressentir les découvertes que nous réserve l'avenir ? « On peut donc se demander légitimement, dit M. Meyerson, si dans bon nombre de transformations il ne naît pas des formes d'énergie restées insoupçonnées jusqu'à ce jour » ').

Quoi qu'il en soit de ces hypothèses subsidiaires, la théorie cinétique, nous l'avons dit plus haut, se voit forcée d'accorder aux dernières particules de la matière une élasticité parfaite. Or, pareille élasticité ne se rencontre nulle part dans la nature et suppose une force distincte du mouvement, appelée force d'élasticité ').

Enfin, si nous quittons le terrain de la physique pour soumettre la théorie cinétique à l'épreuve des principes de la métaphysique, il est facile de montrer que, jamais, le mouvement ne peut engendrer le mouvement, ou produire de luimême un effet mécanique. Toute action, fùt-elle même une simple pression, est due à une force, à une qualité stable, distincte du mouvement local, irréductible à cette espèce de mouvement ^).

Toutes les activités de la nature sont soumises aux mêmes

lois physiques

l6o. Exposé. — La chaleur, le son, la lumière, et en général les forces physiques sont soumises aux mêmes lois de la

1) Meyersox, Identité et réalité, p. 213. Paris, Alcan, 1912.

2) Comme le dit M. Borel, « il ne peut être question, dans de tels chocs, de perte vive transformée en chaleur, puisque la chaleur n'est pas autre chose, en théorie cinétique, que la force vive des molécules. » E. Borel, Le hasard, p. 168. Paris, Alcan, 1914.

^) Cfr., pp. 203-218, n05 1 13-118.

réflexion, de la réfraction, de l'interférence, etc. Or, pareil phénombne ne s'explique pas si les énergies phj^siques se distinguent entre elles par des caractères réellement spécifiques.

Cet arguineit est invoqué surtout par les partisans de l'atomisme dynamique, en faveur de l'identité mécanique de toutes les forces naturelles.

Pictet va même plus loin et croit pouvoir déduire de ce fait l'identité absolue de la matière.

« La conclusion logique à laquelle conduit l'égalité de chute de tous les corps est d'autant plus intéressante à noter, dit-il, que c'est à peu près la seule raison absolument convaincante que l'on possède, pour admettre Viuiité absolue de la matière, quels que soient le ?ioin et la forme chimique sous lesquels nous les étudions » ').

161. Critique. — Il est incontestable que plusieurs lois d'ordre physique s'étendent à des énergies regardées par nous comme hétérogènes. Mais cette constatation ne prouve en rien l'identité des forces corporelles.

Que faut-il, en réalité, pour rendre compte de ce phénomène?

Il suffit d'attribuer aux forces un double caractère, que nous révèle, d'ailleurs, l'expérience. D'abord un caractère qualitatif, par lequel elles se distinguent entre elles et exercent sur nos sens des effets réellement spécifiques. La lumière, le son, la chaleur, etc. ne nous apparaissent-ils pas comme des forces irréductibles les unes aux autres, comme des réalités dont nous ne pouvons prendre connaissance que par des organes appropriés?

Il faut ensuite leur attribuer un caractère mécanique qui leur permet de produire, comme effet secondaire, du mouvement local. On le sait, toutes les activités corporelles, parce qu'essentiellement dépendantes de la matière, s'accompagnent toujours de déplacements dans l'espace.

•) Pictet, Etude critique du matérialisme et du spiritualisme, p. 65. Paris, Alcan, 1895.

Or, grâce à cet aspect secondaire de nos énergies physiques, le fait invoqué s'explique sans peine.

En effet, toutes les lois découvertes par la physique expérimentale sont relatives à l'aspect mécanique des phénomènes. « En physique expérimentale, dit avec raison Pictet, à part ce qui se passe au dedans de nous mêmes, nous n'observons et ne mesurons que des corps en mouvement. . Sortir de ce cadre précis serait une grossière erreur de méthode » ^).

Si donc l'activité spécifique de nos forces physiques s'accompagne toujours de mouvement local, il est naturel que, de ce chef, et en vertu de cette propriété commune, toutes ces forces soient soumises à certaines lois générales de physique.

D'autre part, il tombe aussi sous le sens, qu'à raison même de sa méthode, il est interdit au physicien de s'appuyer sur le caractère commun de ces lois, pour nier ou affirmer l'existence des traits spécifiques cachés sous le mouvement dont il nous trace les règles. D'évidence, ces traits distinctifs doivent échapper à ses calculs.

Au surplus, le vice radical de cette induction devient plus tangible encore quand on la poursuit dans ses applications logiques.

Que dirait on, par exemple, de ces inférences? Les activités chimiques, physiques et les sensations sont soumises à la loi du temps et de la succession; elles sont donc de même nature. — Les corps bruts, tels la pierre et les métaux, la plante, l'animal et l'homme sont régis par la loi de la pesanteur ; ils tombent tous avec la même vitesse dans le vide. Ces êtres appartiennent donc à une même espèce !

') Pictet, Étude critique du matérialisme et du spiritualisme, p. 68. Paris, Alcan, i8q6.

§ 5 La méthode physique et l'universalité du mouvement

ï62. Exposé de cet argument. — Le but de la physique et, en général, des sciences naturelles, est de nous donner la mesure directe ou indirecte des grandeurs qu'elles étudient. Les termes de calorimétrie, de barométrie, de thermométrie, de photométrie, etc., le prouvent à suffisance.

Or, on ne peut mesurer que la quantité, qui est partout homogène.

L'homogénéité de l'objet est donc la condition sine qua non de la possibilité de la science, et le domaine physico-chimique se réduit ainsi au domaine de la quantité à l'exclusion des différences qualitatives.

En fait, « tout se passe comme si les phénomènes étaient et n'étaient au fond que des grandeurs homogènes, réductibles et mesurables » ').

Inversement, « si les phénomènes sont réductibles les uns aux autres, écrit M. Rey, ils sont homogènes; s'ils sont homogènes, ils sont mesurables; mais s'ils sont mesurables, ils sont des grandeurs quantitatives... Tout se passe comme si l'univers physico-chimique était quantitatif» "").

« Une mesure, dit encore cet auteur, est une variation d'étendue, un déplacement dans l'espace, une sensation de mouvement. » « Toute expérience nous fait donc retomber, du moins jusqu'à présent, et tout nous porte à croire qu'il en sera toujours ainsi, sur des phénomènes mécaniques. »

« Si l'on ajoute à cette raison, que les phénomènes les plus simples et les premiers étudiés dans la nature, ont été le mou-

i) Rey, La théorie de la physique chez les physiciens contemporains, p. 265. Paris, Alcan, 1907.

2) Id., op. cit., p. 265.

vement et tout ce qui s'y rapporte, que par suite, on a progressivement connu les phénomènes inconnus, en les réduisant à ceux qui étaient primitivement connus, on en conclut que la systématisation à laquelle devait aboutir une théorie qui veut être le décalque de l'expérience, est une systématisation mécanique » ').

163. Critique de cet argument. — A en croire le philosophe français, toute méthode physique suppose l'homogénéité des phénomènes et doit aboutir à une S3'Stématisation mécanique.

Que diraient les énergétistes de pareille assertion? Pour ces physiciens, notamment pour MM. Ostwald et Duhem "), la classification des phénomènes ne doit jamais en supprimer ni en amoindrir les caractères distinctifs. D'après M. Ostwald, la science a même pour tâche de mettre en lumière toutes les caractéristiques des énergies physiques ^).

D'ailleurs, la théorie électronique elle-même, qui domine actuellement toute la physique, n'admet-elle pas deux éléments primordiaux, deux sortes d'électricité, l'une positive, l'autre négative, que d'excellents physiciens déclarent spécifiquement distinctes l'une de l'autre?

En réalité, M. Rey a posé en principe ce qu'il voulait établir, savoir, que l'univers n'admet d'autre explication scientifique qu'une explication mécanique. C'est là une erreur contre laquelle s'élève vivement M. Mach : « L'opinion, ditil, qui fait de la mécanique la base fondamentale de toutes les autres branches de la physique, et suivant laquelle tous les phénomènes physiques doivent recevoir une explication mécanique, est selon nous un préjugé... La conception mécanique de la nature nous apparaît comme une hypothèse fort expli-

1) Rky, op. cit., p. 286.

■^) Duhem, L'évolution de la inéca}iique, pp. 334 et 335, Paris, Joannin, 1903.

3) OsnvALD, L énergie, p. 126. Paris, Alcan, iqio.

cable historiquement, excusable peut-être et peut-être fort utile pour un temps, mais, somme toute, artificielle » ').

En second lieu, d'après M. Re}-, tout phénomène, dès qu'on le serre de près, nous apparaît comme mécanique.

Assertion tout aussi gratuite que la première, ou plutôt assertion fausse.

« Il n'existe pas, en effet, dit M. Mach, de phénomène purement mécanique. Quand deux masses se communiquent des accélérations réciproques, il semble qu'il y ait tout au moins là un pur phénomène de mouvement. Mais à ce mouvement sont, dans la réalité, toujours liées des variations thermiques, magnétiques et électriques, qui, dans la mesure où elles se produisent, modifient le phénomène. Inversement des circonstances thermiques, magnétiques, électriques et chimiques peuvent déterminer un mouvement. Les phénomènes purement mécaniques sont donc des abstractions intentionnelles ou forcées dont le but est une plus grande facilité de l'examen. Il en est ainsi de toutes les autres catégories de phénomènes physiques » ^).

Nous pourrions donc répondre comme suit à l'argument précité :

Toutes les forces de la nature produisent du mouvement local, coficedg; ne produisent que du mouvement local, iiego.

Tout se passe comme si l'univers était quantitatif, distinguo : en ce sens qu'il se prête directement ou indirectement à la mesure, concedo ; en ce sens que tout y est homogène et directement mesurable, nego.

Donc la réduction de tous les phénomènes au mouvement est légitime, distinguo : s'il s'agit d'une simple méthode ph}^sique, ou d'un procédé de classification qui n'est pas exclusif des différences spécifiques inhérentes à la réalité, concedo. Si l'on donne à cette réduction une valeur objective et exclusive, 7iego .

') Mach, La mécanique , pp. 465-466. Paris, Hermann, 1904. 2) Id.j op. cit., p. 465.

On ajoute, il est vrai, que le mouvement est le premier phénomène étudié dans la nature.

Nous aimons à le croire; mais avec M. Mach, nous pensons aussi que « la connaissance la plus ancienne au point de vue historique ne doit pas nécessairement rester la base de la compréhension des faits nouveaux » ').

Que de fois des phénomènes, qu'on avait cru très srmples, ont révélé une étonnante complexité aux regards plus attentifs des physiciens !

Et puis, si la conception mécanique de la nature semblé avoir marqué l'aurore du mouvement scientifique, n'est-ce pas, comme le dit M. Duheni, parce que ce mode de représentation s'accommode d'un pouvoir d'abstraction moins développé, et requiert partant moins d'efforts intellectuels?

') Mach, op. cit., p. 4.65.

ARTICLE II Arguments tirés de la chimie

§ I Les poids atomiques . Hypothèse de Proust

164. Hypothèse de Proust. — - Les arguments que nous venons d'examiner, tendaient surtout à prouver la réductibilité de tous les phénomènes ph^^siques au mouvement local. Celuici vise directement l'homogénéité essentielle de la matière.

En 18 15, peu de temps après la découverte de la théorie atomique par Dalton, un chimiste anglais, du nom de Proust, émit une h3^pothèse où se trouvait renouvelée, sous une forme plus scientifique, la pensée dominante des anciens philosophes grecs.

Les poids atomiques jusqu'ici connus, écrivait ce chimiste, sont tous des multiples exacts de celui de l'hydrogène. N'est-il pas raisonnable de penser que tous nos corps simples sont des produits d'une condensation progressive de cet élément primitif ?

« La relation très particulière de l'hélium avec les radioéléments nous conduit à admettre, dit M"'* Curie, que l'atome d'hélium est un sous-atome dont sont formés les éléments. Nous sommes ainsi ramenés, sous une forme nouvelle, à l'ancienne hypothèse de Proust. Le rôle de l'hydrogène reste encore inconnu ; il parait à peu près certain que si l'affirmation précédente est exacte pour l'hélium, elle doit l'être aussi pour l'hydrogène » ').

' ) !M'"<= Curie, Les radio-éiéineJits et leur classification (Revue du Mois, juillet 1914), p. 35.

Cette hypothèse était certes pour plaire aux évolutionnistes et notamment aux mécanistes modernes. Quelque avancée en effet que soit la condensation, elle a dû, à coup sur, sauvegarder la nature fondamentale de la matière primordiale. C'est donc un droit et un devoir pour les hommes de science de regarder tous les principes simples de la chimie, comme autant de masses homooènes ').

L'unité essentielle de la matière devenait ainsi la conséquence logique de l'hypothèse. Le mécanisme ne tarda pas à relever ce point important, et en y ajoutant la réduction de toutes les forces physiques au mouvement local, il crut avoir étayé sur des assises inébranlables sa conception de l'univers matériel.

165. Critique de cet argument. — L'opinion de Proust, défendue par Thomson et plus tard par Dumas, cessa bientôt de répondre aux espérances qu'on avait fondées sur elle. Dans le but de la vérifier, Berzélius, Turner, Marignac et surtout Stas ^) entreprirent toute une série de recherches, soumirent à un examen plus minutieux les poids adoptés par le chimiste anglais et ceux dont la détermination était encore incertaine. Leurs travaux conduisirent à cette conclusion générale : les poids atomiques d'un grand nombre de corps simples ne sont pas des multiples exacts de celui de l'hj-drogène et ne peuvent

^) De Thierry, Introduction à l'étude de la chimie, p. 446. Paris, Masson, 1906. «Que cette matière primordiale s'appelle le principiuin ou qu'elle porte le nom de pantogène que lui a donné Hinrichs, la matière est une, la condensation de cette matière primitive et la nature de son mouvement, en s'effectuant sur des bases distinctes, donnent naissance à des éléments différents, elle est partout la même... partout elle se meut, partout elle vibre et ces mouvements, qui nous apparaissent comme inséparables de la matière, sont • également l'origine de toute force physique et chimique. » — Cfr. A. DiTTE, Introduction à l'élude des métaux. Paris, Société d'éditions scientifiques, 1902.

2) Stas, Recherches sur les rapports des poids atomiques (Bulletin de l'Académie royale de Belgique, 2^ série, t. X, 1860). — Cfr. L. Hexry, Stas et les lois des poids. Bruxelles, Hayez, 1899. — LoTH.\u Mever, Les théories moderyies de la chimie, t. I, pp. 135 et suiv. Paris, Carré, 1889.

être représentés par des nombres entiers, si l'on prend pour unité le poids de cet élément ').

Obligés de renoncer à la forme primitive de l'hypothèse, les chimistes essayèrent de la rajeunir en prenant comme unité, non plus le poids atomique de l'hj^drogène, mais un sous multiple, par exemple 0,50 ou 0,25.

La conception nouvelle ne fut pas plus heureuse. Plusieurs poids atomiques, ceux du potassium, du chlore et bien d'autres sont manifestement rebelles à cette règle ^).

M. Langevin croit que l'évolution des théories électromagnétiques fournira peut être la raison pour laquelle plusieurs poids atomiques s'écartent des nombres entiers. Cette raison, d'après lui, se trouverait dans les échanges d'énergie interne, et les variations de masse, qui ont lieu lors de la formation des atomes à partir de leurs constituants simples, tels l'hydrogène ou l'hélium ^).

Il est clair que jusqu'ici il n'y a là qu'une espérance.

« D'ailleurs, écrit M. Wurtz, il faut convenir que cette dernière hypothèse manque absolument de preuves expérimentales, et qu'il faut renoncer à chercher de telles preuves dans des déterminations de poids atomiques à l'aide des méthodes connues » *).

1) « Cette hypothèse qui eut son temps de vogue, écrit M. Bruylants, fut définitivement rejetee à la suite des travaux de Stas. Il n'est cependant pas inutile d'insister sur l'hypothèse de l'unité de la matière, puisque de nombreuses fois elle fut reprise sous des formes plus ou moins modifiées. »

D'après cet auteur, « les conceptions électroniques de la physique moderne ont mis de nouveau en vedette la vieille hypothèse, et actuellement on peut concevoir les éléments comme des formes plus ou moins différenciées d'une matière initiale unique qui est peut être l'éther lumineux. » Bruyi,.\nts, La valence chimique (Revue des Questions scientifiques, janvier-avril, 1912), p. 145.

Nous examinerons plus loin cette dernière hypothèse.

2) Voir la liste publiée par le Comité international des poids atomiques pour 191 2 (Revue généyale des Sciejices, 15 novembre 191 1).

■') Langevix, Co}iférence de la Société physique, 191 3.

■*) WuRT/, Dictionnaire de chimie, t. I, p. 474. — Cfr. La théorie atomique, p. 38. « Que si maintenant l'idée, dit-il, d'ailleurs saisissante et profonde,

D'après M. Xernst, « cette hypothèse est certainement inexacte, mais il n'en est pas moins vrai que pour beaucoup de corps simples, elle est très voisine de la vérité, ce qu'il est difficile de considérer comme une relation purement fortuite » ').

Tel est à peu près l'avis de M. Perrin : « Les déterminations précises qui se sont depuis multipliées, rendent insoutenable, sous cette forme simpliste, rh3-pothèse de Proust. .. Une cause encore inconnue maintient, dans la plupart des cas, les différences des poids atomiques au voisinage des valeurs entières » ").

M. Hinrichs, il est vrai, partisan convaincu de l'unité de la matière, a essaj'é de montrer que, si l'on ne pouvait attribuer aux atomes des poids exprimés en nombres entiers ou un sousmultiple plus simple, il fallait en chercher l'unique raison dans le manque de précision des mesures. Mais cet essai de preuve ne put convaincre M. Le Chatelier. Celui- ci, dans une réplique très serrée, n'eut mém.e point de peine à démontrer que les raisonnements mathématiques de l'auteur ne prouvaient en

d'une matière priradidiale dont les sous-atomes se grouperaient en nombre plus ou moins considérable pour former les atomes chimiques de l'hydrogène et des divers corps simples, on voulait attribuer à ces sous atomes un poids inférieur au quart de celui de l'hydrogène, l'égalant par exemple au ',10 de ce poids, je dis qu'une telle hypothèse échapperait, pour l'heure à toute vérification expérimentale ; car les diûerences de cet ordre qu'il s'agirait de constater entre les poids atomiques des divers corps simples, tomberaient dans la limite des erreurs d'observation. Bien que raisonnable, une telle hypothèse cesserait d'être légitime et la chimie positive doit abandonner pour le moment ce thème de Proust, ce rêve des Anciens, de l'unité de

la matière. »

Cfr. OsT\v.\LD, Grundriss der alloeineinen Cheviie. T.eipzig, Engelmann, 1898. * Es bleibt also zur Zeit nichts ubrig, als die Zahlen so zu nehmen, wie sie die Versuche geben, und die Frage, welche Ursache die aullallige Annaherung derselben an Multiple des Wasserstoiïs bedingen kônnie, unbeantwortet zu lassen. » S. 33.

') Xerxst, Traité de chimie générale, F^ partie, p. 209. Paris, Hermann,

■-') Perri ■:, Les atomes, pp. 35-36. Paris, Alcan, 1914.

rien cette hypothèse, et qu'au surplus, l'unité de la matière demeure complètement en dehors de la question ').

Dans l'état actuel de la science, les rapports atomiques constatés ne fournissent donc aucun appui à la thèse de l'unité de la matière.

Il y a plus. Admettons même que l'on parvienne un jour à découvrir un sous-multiple qui puisse se concilier avec les poids réels de tous les corps élémentaires, il n'y aurait pas encore dans ce fait une preuve évidente que nos atomes actuels proviennent de la condensation d'une matière primitive homogène.

A bon droit, les thomistes, par exemple, y verraient une | confirmation nouvelle de leur théorie. Qu'y a-t-il en effet de mieux en harmonie avec la hiérarchie des natures spécifiques que la gradation continue des poids atomiques ?

Les relations entre les poids atomiques et les propriétés physico- chimiques de la matière

i66. Argument tiré du système périodique de Mendéléeff. — Reprenant l'idée de Newlands, énoncée déjà en 1864, mais sous une forme trop imprécise pour être acceptée, Lothar Meyer et Mendéléeff, en 1869, rangèrent dans un seul cadre tous les éléments d'après la valeur croissante de leurs poids atomiques, et mirent en relief ces deux faits aussi simples que féconds dans leurs conséquences : 1° Les chiffres qui expriment ces poids ne diffèrent les uns des autres que de quelques unités ; 2° Les propriétés physiques et chimiques se modifient graduellement avec l'accroissement des poids atomiques.

') (/fr. Comptes-rendus, Académie des Sciences, t. 155, p. 110, 8 juillet 1912.

A première vue, le point le plus saillant de cette découverte est l'influence prépondérante exercée par la quantité de matière sur la variation des propriétés qui servent de base à la classification des corps simples.

Or y eut il jamais fait plus décisif en faveur de l'homogénéité de la matière ? Des différences de masse purement quantitatives entrainent avec elles des différences apparemment qualitatives ; c'est le premier principe du mécanisme.

167. Exposé de ce système. — Rappelons d'abord les grandes lignes du procédé suivi par le chimiste allemand dans son essai de systématisation. Nous en déterminerons ensuite l'exacte portée scientifique.

A partir du lithium (voir le tableau, p. 296), les éléments sont placés les uns à la suite des autres, en série horizontale, d'après la progression de leurs poids atomiques, et la sériation se contin«ue dans le même sens aussi longtemps que les termes nouveaux ne présentent point d'analogie réelle avec l'un des termes précédents.

Ce cas se réalise pour tous les corps échelonnés entre le lithium et le fluor. Chacun d'eux diffère de ses voisins par son atomicité, ses propriétés électriques, son énergie chimique. Mais après le fluor se présente le sodium, en tous points homologue avec le lithium. Comme ce dernier, il est très positif, monovalent, doué de puissantes affinités pour l'ensemble des négatifs. Il prend place sous ce corps et commence une nouvelle série horizontale qui se prolonge, d'après le même principe, jusqu'au chlore.

Au delà du chlore, le potassium, dont on connait les liens étroits de parenté avec le sodhmi, constitue le point de départ d'une troisième série horizontale, et ainsi du reste.

Sans jamais interrompre la gradation des poids atomiques, on obtient de la sorte deux espèces de séries : les unes, horizontales, contenant des éléments hétérologues, c'està-dire des corps étrangers les uns aux autres et de caractères

disparates ; les autres, verticales, constituées d'éléments analogues et formant une famille naturelle. La première comprend les éléments alcalins, la seconde les alcalino-terreux, la troisième les terreux, la quatrième les carbonides, puis les azotides, les sulfurides, les corps halogènes, c'est-à-dire les grandes classifications admises par tous les chimistes modernes.

Une étude plus détaillée de ce tableau général nous révèle d'autres particularités étonnantes.

Dans les séries horizontales manifestement continues €omme le sont les quatre premières, on constate que la différence des poids atomiques, entre deux éléments consécutifs, ne dépasse guère deux ou trois unités.

Se basant sur ce fait, Mendéléeff avait laissé des lacunes ou des places réservées pour des corps à découvrir, partout où l'écart des poids paraissait sensiblement plus considérable. C'est ainsi qu'entre le calcium et le titane il y avait une place inoccupée, deux autres entre le zinc et l'arsenic. Les prévisions furent réalisées et trois nouveaux éléments, le scandium, le gallium et le germanium vinrent remplir les vides. De plus, chose digne de remarque, ces corps présentaient exactement les propriétés que leur avait assignées Mendéléeft d'après celles des corps voisins dans le cadre schématique.

A mesure que l'on descend davantage dans les séries inférieures, les écarts deviennent plus fréquents, parfois même très sensibles. Aussi les lacunes sont-elles nombreuses; elles attendent la découverte de nouveaux corps simples, (Voir tableau, page suivante).

D'un point de vue général, on peut distinguer deux petites périodes continues, formées chacune de sept éléments : l'une s'étend du lithium au fluor, l'autre du sodium au chlore.

Puis, deux grandes périodes dont l'une, composée de dix-sept éléments, va du potassium au brome, et l'autre, formée de seize éléments, s'échelonne entre le rubidium et l'iode. Chacune d'elles est divisée en parties égales par un groupe de trois éléments ayant entre eux d'étroites analogies :

0 ON

Palladium

^ ON

Cl. "

^ ON

Rhodium 104,2