Phénomènes optiques. Réflexion régulière

Les rayons lumineux qui tombent sur un corps poli se partagent en deux parties : les uns pénètrent dans le corps, les autfes se relèvent comme repoussés par la surface. On dit ai©TS qu'ils sont réfléchis. Parmi ces derniers, les uns le sont d'aune manière régulière, les autres le sont dan-^ toutes les directions autour du point d'incidence.

Pour un même corps, l'intensité de la lumière réfléchie régulièrement, augmente avec le degré de poli et l'angle d'incidence que forment les rayons avec la surface réfléchissante. Mais pour des corps de nature différente, polis d'ailleurs avec le même soin et ayant le même angle d'incidence, l'intensité varie selon la substance ').

Ces différences se constatent aussi dans le phénomène de réflexion irrégulière.

79. Réfraction simple. — Lorsque les rayons lumineux passent obliquement d'un milieu dans un autre, ils éprouvent une déviation à laquelle on a donné le nom de réfractio7i. Or cette déviation change nécessairement avec la substance qui fait fonction de milieu. C'est ce qu'exprime clairement la loi de Descartes : < Quelle que soit l'obliquité du rayon, le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction sont dans un rapport canstant pour deux mêmes milieux, mais variable si les milieux changent > ^).

Les lois qui règlent la réflexion et la réfraction de la lumière régissent aussi les phénomènes calorifiques.

Elles fournissent ainsi un double indice de la distinction spécifique des corps.

80. Couleur. — La couleur des corps est produite par l'extinction de certaines parties de la lumière blanche et la réflexion des autres parties non éteintes. Les corps qui les réfléchissent toutes dans les proportions voulues sont blancs; ceux qui n'en réfléchissent aucune sont noirs. Entre ces deux limites extrêmes se présentent une infinité de nuances qui ne dépendent que du rapport établi entre les parties absorbées et réfléchies.

') Janiin, Coins de ph\-,ii^ne, tome 111, pp. 24 et suiv, ") Oiiv. (.ité, t. 111, p. 6'2.

— IIG --

En réalité, aucun ccjrps n'est coloré en l'aljsence de la lumière, puisque sa couleur est le résultat de son acti(jn sur la lumière reçue. La teinte d'un objet peut même varier, soit avec la source de lumière, soit avec le milieu. Cependant, il n'en reste pas moins vrai que les corps ont la propriété naturelle d'absorber ou d'éteindre telle ou t<'ll(' j)artie d'un faisceau lumineux, et de renvoyer à r(i-il du s|)C(tatfur telle ou telle partie non éteinte.

Ainsi entendue, la couleur devient un (^aractère naturel du corps et peut servir, dans bien des cas, de moyen de spécification.

81. Propriétés spectrales. — Si l'on reçoit dans une chambre obscure un faisceau de lumière solaire, à travers une petite ouverture i)ratiquée dans le volet, ce faisceau tend à former une imauje ronde et incolore du soleil; mais si Ton interpose sur son passage un prisme disposé horizontalement, le faisceau, à l'entrée et à la sortie du lyrisme, se réfracte, et au lieu d'une image ronde et incolore, on reçoit, sur un écran éloigné, une image oblongue et colorée des tj&intes de l'arc-en-ciel. Newton a donné à cette image le nom de spectre solaire > ').

A l'examen du spectre solaire, on reniartjue iju'il est coupé par des raies sombres, placées à intervalles dans la bande brillante, où elles occupent même une position I"ien définit\ Quelle est la cause de ce phénomène ?

Ces raies sombres proviennent de ce (|ue eei tains gaz ou vapeurs, situées sur le trajet de la lumière solaire, absorbent une partie des radiations lumineuses. Ce sont des raies d'absorption.

Or, l'expérience a établi que les raies obscures, produites par un gaz dans le spectre de la lumière qui le traverse,

') Ganot, Tra^ti élinienfaire lie physique, \). i\iô.

deviennent brillantes et occupent identiquement la même place, lorsque ce gaz est porté à l'incandescence.

Le sodium, rendu incandescent dans une flamme simple, donne un spectre strié par une double raie jaune qui occupe tout juste la place délimitée par la raie obscure D du spectre solaire ; d'où l'on peut conclure avec certitude, que les radiations lumineuses du soleil avaient été, en traversant l'atmosphère, partiellement absorbées par les vapeurs non incandescentes du sodium.

Le spectre d'émission n'est donc que le spectre d^absorption renversé.

La lumière nous fait ainsi connaître la nature des corps de deux façons : par les rayons lumineux qu'ils émettent et par l'absorption de certaines ondes lumineuses que ces corps occasionnent.

Comme le prouvent de nombreuses observations, chaque corps simple a son système de raies particulières, ou mieux, son spectre spécifique. Cette propriété est même si constante et si distinctive qu'elle sert de base à une nouvelle méthode d'analyse chimique, appelée « analyse spectrale » ').

Ce qui est vrai des corps simples, l'est aussi des corps composés.

Il y eut à ce sujet quelques controverses dans le monde des physiciens. Plusieurs avaient cru n'apercevoir dans le spectre de certaines combinaisons qu'une simple réunion ou superposition des raies distinctives des composants. Une étude plus attentive des faits fit découvrir l'origine de l'erreur. En réalité, les hautes températures auxquelles les objets d'expérience se trouvaient soumis, avaient décomposé les corps en leurs éléments constitutifs, si bien que chacun

') On doit à cette méthode la découverte de plusieurs corps simples, entre autres, le lithium, le caesium, etc., la connaissance de la constitution chimique du soleil et des étoiles.

devait naturellement produire les raies correspondant à sa nature.

Aussi longtemps, au contraire, qu'on leur conserve leur unité, les composés présentent, eux aussi, des propriétés spectrales très caractéristiques.

« Quand on veut obtenir, dit Daguin, le spectre d'un métal engagé dans une combinaison, il est essentiel d'opérer à une température suffisamment élevée pour que le métal soit mis en liberté. S'il n'en était pas ainsi, le spectre serait celui de la combinaison, car celle-ci possède un spectre propre » ').

82. Propriétés acoustiques. — Au point de vue cosmologique, ce genre de phénomènes ne présente ([u'un intérêt secondaire. On connaît depuis longtemps la théorie physique du son. Quand les molécules d'un corps élastique ont été dérangées très peu de leur position d'équilibre, elles y reviennent dès qu'elles sont abandonnées à elles-mêmes, dépassent cette position en vertu de la vitesse acquise, pour y revenir de nouveau et s'y arrêter après avoir accompli un certain nombre d'oscillations d'amplitude décroissante. Ces oscillations, lorsqu'elles sont très rapides, se nomment vibrations et donnent naissance au son.

Les propriétés acoustiques varient donc avec les propriétés élastiques et la structure moléculaire des corps ; car il est clair que la nature de ces mouvements alternatifs ou vibrations dépend de l'élasticité et de la structure moléculaire du corps qui oscille.

Sur ce terrain de l'acousticiue, on ne rencontre guère d'autre critérium de sj)écilication.

S5. Propriétés électriques. — Parmi les forces de la matière, il n'en est peut-être i)oint de plus mystérieuse que l'électricité. Klle donne lieu à des effets multiples qui

') Daguin, Traité élémentaire de physique, t. IV, p. 253.

trahissent facilement sa présence, effets physiologiques, mécaniques, physiques et chimiques, mais jusqa'ici sa nature intime échappe à toutes les investigations ').

Envisagée comme propriété différentielle, l'électricité permet de partager les corps en bons et mauvais conducteurs^ d'après l'aptitude qu'ils possèdent de transmettre aux corps voisins l'électricité développée en eux ou de la retenir dans rintérieur de leur masse.

En fait, il n'existe aucune substance qui ne puisse être électrisée, mais il y a des corps isolants ou conducteurs, c'est-à-dire des corps: qui gardent leur vertu électrique, et d'autres qui la perdent.

« La faculté de conduire l'électricité, dit Jamin, n'est point une propriété dont les corps sont absolument doués ou absolument dépourvus ; on peut dire qu'ils la possèdent tous à des degrés extrêmement divers, et on peut les ranger dans une série à peu près continue, par ordre de conductibilité décroissante, depuis ceux où elle est la plus grande et qui sont les meilleurs conducteurs, jusqu'à d'autres où elle n'est plus sensible et qui sont les substances isolantes : on verra que généralement la faculté conductrice est une propriété inhérente à la nature même des corps, mais cela n'est pas absolu et l'état moléculaire a ici une influence considérable >2).

84. Propriétés magnétiques. — On donne le nom d'aimant à tout corps qui jouit de la propriété d'attirer la

') Selon l'opinion de Franklin, l'électricité serait un fluide impondérable dont chaque corps contient une quantité normale. Si la charge dépasse cette quantité, il y a électrisation positive. Dans le cas contraire, l'électricité est négative. Pour Clausius et d'autres physiciens, l'électricité se confondrait avec l'éther dans lequel baignent les molécules de tous les corps et qui remplit les espaces interplanétaires. Les phénomènes d'électrisation traduiraient des états particuliers de l'éther.

*) Jamin, Cours de physique, t. I, p. 861.

limaille de fer. Certains corps, tel l'oxyde magnétique de fer, possèdent naturellement cette propriété et s'appellent des aimants naturels. D'autres l'acquièrent artiticiellement et deviennent ainsi des aimants artificiels.

D'une manière générale, on peut admettre à l'heure présente que toutes les substances de la nature sont sensibles à l'action magnétique ; qu'elles offrent même à cet égard des aptitudes très diverses. Plucker 'j et Faraday -), en vue de contrôler ce fait, ont entrepris un grand nombre d'expériences sur des corps solides et liquides. Malgré la diversité des méthodes employées, tous deux sont arrivés à cette même conclusion que chaque corps examiné possède un magnétisme spécifique.

Il est même probable ([u'il n'existe aucune substance diamagnétique, au sens rigoureux du terme, et que les répulsions diamagnétiques qui se remarquent chez certains corps, proviennent de ce que ces corps sont moins magnétiques que l'air ou le milieu qui les environne. Cette hypothèse, combattue par Tyndall, a été confirmée par MM. Parker et Duhem ^).

Le magnétisme a des analogies frappantes avec Télectricité statique. Aussi beaucoup de physiciens modernes le regardent comme une manifestation particulière de la force électrique. 11 en est cependant (|ui ne partagent pas cet avis. <> Ces phénomènes, disent Mascart et Joubert, ont une ressemblance évidente avec ceux de l'électricité statique. Toutefois, l'analogie n'est pas complète et l'observation révèle des différences essentielles > *).

') An II a/es de chimie et di piiwiijite. t. 111. p. 138.

') Bib/. de Genève., t. XXIII, ji. 105 et Recherches e.xpérimentalei.^ t. m, p. 497.

*) Cfr. Eric Gérard, Lerons sur Pclectricitt\ t. I, p. 75. Paris. Ciauthier-Villars, 1895.

') Mascart et Joubert, Leçons sur Vélectricité et le magnétisv,e,

§ À. — Le mécanisme en physique.

85. Conclusion générale. — De l'étude des phénomènes physiques découle une conclusion qu'il importe de souligner: tous les corps de la nature sont caractérisés par un ensemble de propriétés qui leur donnent une place déterminée dans l'échelle des êtres. Etat naturel, densité, forme cristalline, propriétés relatives au son, à la chaleur, à la lumière, au magnétisme et à l'électricité, voilà autant de critériums de spécification au service du physicien.

86. Échec du mécanisme sur le terrain de la physique. — S'il faut en croire ce S3'stème, la spécificité de tous ces phénomènes n'aurait d'autre cause qu'une simple différence de masse et de mouvem.ent.

Considérons d'abord les propriétés spectrales.

Pour qui regarde le composé chimique comme une individualité nouvelle, issue de la transformation profonde de ses composants, il paraît très naturel que cet être nouveau possède aussi un spectre propre, irréductible soit à une superposition, soit à un simple enchevêtrement des spectres élémentaires. Les propriétés optiques ne sont-elles pas un des plus fidèles reflets de l'espèce minérale ?

Pour le mécaniste, au contraire, ce caractère distinctif des composés est un fait anormal.

t. I, p. 320. - - Telle est aussi, semble-t-il, l'opinion de M. E. Gérard. Cfr. OUI', cité, p. 139.

L'hypothèse qui tend à ramener les phénomènes magnétiques à des phénomènes électriques est due à Ampère. Elle est encore la plus accréditée à l'heure présente. A en croire la théorie, les particules des aimants seraient entourées de petits courants circulaires qui s'enchevêtrent dans toutes les directions, de sorte que la résultante de leur action électromagnétique est nulle. Mais sous l'inlhience d'un aimant ou d'un courant énergique, ces courants s'orientent et prennent une position d'équilibre conformément aux lois de l'électrodynamique.

Les atomes, dit-il, demeurent inaltérés au sein de Tédifice moléculaire ; ils y conservent leur être substantiel et leurs mouvements. Chaque unité composante devrait aussi, semble-t-il, garder, dans son état d'union, ses propriétés spectrales, d'autant plus que, selon les vues du système, les masses atomiques se tiennent à des distances relativement considérables les unes des autres. On serait donc en droit de s'attendre à ce que les atomes constitutifs de la molécule produisent un spectre d'ensemble, où se retrouvent inchangés mais mélangés leurs spectres individuels. Hélas ! décepti(Mi complète ; tout composé a son spectre spécifique.

Quant aux autres propriétés physiques, la théorie se heurte à des difficultés non moins graves.

De même que les forces chimiques, ces énergies présentent incontestablement un aspect mécanique qui permet aux hommes de science de les jauger, d'en déterminer l'intensité relative. Mais s'autoriser de ce fait pour supprimer leur caractère qualitatif et les réduire aux modalités du mouvement local, c'est mutiler les données de l'expérience et contredire aux principes les mieux établis de la niétaph3'sique.

D'abord, nous le prouverons bientôt, le mouvement n'est jamais engendré par le mouvement; il est l'effet direct d'une cause distincte de lui, d'une qualité proprement dite '). Si nos forces physiques n'avaient d'autre nature que l'être mobile du mouvement, il leur serait impossible de produire cette infinie variété de phénomènes dont le monde est le théâtre ; et l'univers, privé de tout principe de changement, se verrait bientôt condamné à un état de mort ou d'immobilité absolue.

En second lieu, quelle que soit l'opinion que l'on partage sur la constitution de ces phénomènes, leur invariable récur-

') Voir plus loin l'article W : Le mécanistut' nu point de vue philosophique.

rence au sein des transformations incessantes de la matière, continue à s'imposer comme un fait dont le sâ^-ant pas plus que le philosophe ne sauraient se désintéresser. Qui de nous, en effet, n'a éprouvé un sentiment d'étonnement devant cette réapparition constante des mêmes corps, avec le même groupe de propriétés, groupe si bien déterminé qu'il suffirait à un physicien, assez expert dans l'étude de la matière" d^en connaître une seule pour donner le signalement complet de l'espèce à laquelle elle appartient ?

De plus, fait plus déconcertant encore, bien que plusieurs de ces propriétés soient indépendantes l'une de l'autre et puissent dès lors subir isolément des modifications profondes, elles se retrouvent toujours unies en un faisceau indissoluble où chacune d'elles, soit par son degré d'intensité, soit par ses conditions d'activité, soit par d'autres traits distinctifs, nous apparaît comme le rayonnement visible de la nature corporelle qu'elle affecte.

Or, cette connexion de fait qui relie invariablement tel groupe de propriétés indépendantes à telle substance déterminée, ne se conçoit plus dans l'hypothèse d'une matière homogène.

Ou bien la matière manifesterait partout et toujours les mêmes exigences ; ou bien elle se montrerait indifférente à recevoir tel faisceau de qualités accidentelles plutôt que tel autre.

Dans ce second cas, rien ne s'oppose à ce qu'une même substance, par exemple l'hydrogène, revête successivement les propriétés de l'azote, du carbone ou de n'importe quel corps. Il peut même se faire qu'elle soit totalement dépouillée de toutes ses notes qualitatives.

Dans le premier cas, on ne voit plus [pourquoi tel corps serait toujours doué de tel groupe de propriétés de préférence à tout autre, puisque l'homogénéité de la matière est incompatible avec des exigences spécifiques.

Enfin, à raison de leur indépendance mutuelle, les mouvements adventices qui, d'après la théorie, constituent toute la réalité des forces physiques, seraient susceptibles d'altérations individuelles qui viendraient constamment transformer la physionomie de l'ensemble. Car cette hypothèse doit admettre la possibilité de modifications partielles et profondes, même en dehors de toute combinaison chimique. Or jamais nous ne constatons ce fait.

Il est un moyen d'échapper à cette conséquence : c'est de supposer que le faisceau total des propriétés distinctives a sa cause nécessitante et unitive dans le fonds spécifique des êtres.

Mais cette supposition même est la négation formelle du dogme fondamental du mécanisme.

Article ITT. — Faits de rordrc lurcaïuquc.

Les faits qu'il nous reste à examiner, appartiennent peutêtre davantage à la physique qu'à la mécanique. Nous avons préféré les classer sous cette nouvelle rubrique, parce que l'interprétation qu'on en donne à l'heure présente, s'inspire d'une théorie empreinte du plus pur mécanisme, la théorie des chocs, et constitue à la fois l'un des plus vigoureux efforts qui aient été tentés pour le triomphe du système.

ti I. — La théorie cinétique des gaz

87. Exposé de la théorie. — Cette hypothèse a surtout pour but de rendre compte des propriétés caractéristiques de l'état gazeux, notamment de la pression constante que tout gaz exerce, dans des conditions identiques, sur les parois du vase qui le contient.

Elle repose sur les postulats suivants :

lo Un gaz est composé de particules solides, indestructibles, douées d'une masse et d'un volume constants.

2o Ces particules jouissent d'une élasticité parfaite.

8° Elles sont animées d'un mouvement perpétuel, et, si ce n'est à de très petites distances^ elles n'exercent aucune influence les unes sur les autres, de sorte que leurs mouvements restent toujours libres et par conséquent rectilignes ').

Pour se faire une idée exacte d'un corps i^azeux, il faut se le représenter comme un fourmillement de particules solides, distantes et indépendantes les unes des autres, se mouvant en lii^ne ilroite, déviant sans doute à chaque rencontre, mais sans amoindrir l'intensité de leurs mouvements.

Ces conditi(jns admises, la pression qu'exercent les gaz sur les parois du bocal où ils sont retenus captifs, s'explique, dit-on, avec la plus grande facilité. Elle est simplement le résultat des chocs innombrables que ces parois reçoivent des particules en mouvement. Comme le nombre de chocs est toujours sensiblement le même, lorsque les conditions physiques restent identiques, on comprend que la pression demeure constante*.

Telle est l'hypothèse imaginée par les Bernouilli, développée plus tard par Krœnig, Clausius, Maxwell et O. E. Me3'er, admise enfin, sous le nom de « théorie cinétique des gaz '>, comme le type idéal de la théorie physique.

88. Critique de cette théorie. — Comme le remarque avec beaucoup de sagacité le physicien Stallo, des trois propositions sur lesquelles s'appuie la théorie cinétique des gaz, il n'en est aucune qui soit prouvée par l'expérience, ou qui soit susceptible de l'être un jour. C'est un premier motif de légitime défiance. Cependant, pour être arbitraire, il ne s'ensuit pas que l'hypothèse est nécessairement erronée.

') Clausius, Théorie mécanique de la chaleur^ t. II, pp. I8G et suiv. (Mémoire sur les mouvements moléculaires). Paris, Hetzel. — Stallo, La matière et la physique moderne^ p. 88.

Passons donc sur ce premier reproche et examinons de plus près le second postulat.

Il est clair que les mouvements cesseraient bien vite, si les particules gazeuses n'étaient parfaitt^ment ('-lastiques. A chaque rencontre, ils subiraient en etïet une diminution progressive, comme nous le montre le choc des corps durs. Et la pression qui se trouve intimement liée à ces uKJuvements partagerait le même sort.

A moins de se détruire elle-même, la théorie se voit ainsi forcée d'attribuer aux particules une élasticité parfaite.

Mais ce postulat conduit le système mécanique à des conséquences désastreuses.

En chimie, les partisans du mécanisme sont unanimes à proclamer l'immutabilité du volume atomique, et par suite, à déclarer l'atome dur et inélastique. En physique, au contraire, — la théorie nouvelle l'exige — l'atome devient le siège d'une élasticité parfaite. N'est-ce pas une contradiction manifeste ? Se peut-il que la même individualité chimique jouisse simultanément de deux attributs exclusifs l'un de l'autre, et change subitement de nature suivant les besoins de la cause ?

Il y a plus. En admettant l'élasticité des atomes, l'hypothèse mécanique réintroduit ilans le monde de la matière l'élément « force •» qu'elle en avait banni.

Lorsqu'il s'agit de molécules constituées de plu.^ieurs masses atomiques, il n'est pas évident que le phénomène d'élasticité réclame l'existence d'un principe dynamique distinct du mouvement. (3n pourrait peut-être soutenir avec certains physiciens, que la molécule comprimée resserre ses distances interatomiques, diminue de la sorte son volume apparent et le reprend ensuite dès que la pression externe a disparu. Cette explication, libre de tout appel à l'élément € force ^ peut paraître satisfaisante.

Il en est tout autrement dans le cas d'atomes libres.

Représentons-nous deux atomes élastiques de même masse, se déplaçant avec la même vitesse et en sens opposé, se rencontrant enfin suivant leur axe de translation et leur centre de gravité.

Arrivés en contact, ils appuient l'un sur l'autre jusqu'au moment où viennent à cesser leurs mouvements respectits. Comme ils doivent rebrousser chemin et reprendre une direction opposée à celle qu'ils avaient suivie, il faut bien que pendant un instant ces deux masses s'arrêtent, c'està-dire ne soient animées ni d'un mouvement progressif, ni d'un mouvement de recul. En d'autres termes, il faut que le mouvement des atomes qui renaît après leurs chocs réciproques, soit toujours précédé d'une période très courte de repos absolu \).

Or, si l'immobilité complète précède, ne fût-ce que d'un instant, les deux mouvements en arrière, il est impossible que ces mouvements nouveaux proviennent d'un autre mouvement.

Dès lors, pour ne pas admettre un effet sans cause, on se voit obligé de recourir à un pouvoir dynamique essentiellement distinct du mouvement, intrinsèque aux atomes, en un mot, à \sL force d''élasticiic.

La théorie cinétique des gaz, qui devait effacer du domaine scientifique les derniers vestiges des forces occultes, aboutit de la sorte à en établir l'existence, et à mettre le mécanisme phvsique en conflit avec le mécanisme chimique ^).

') Hirn , Analyse élémentaire de l'univers, p. 237. Paris, Gauthier, 1868. — Cfr. Dresse), Lehrhudi der Physik, S. 110. Die Sfosszcii'kttngen, Freiburg, 1895.

'^) A la tliéorie cinétique des gaz, Clausius s'est efforcé de rattacher la théorie de la formation des vapeurs. Plus tard, les partisans de la mécanique chimique en tirent l'application à la dissociation des Tapeurs ou à l'équilibre mobile. entre la combinaison et la décomposition. On trouvera une excellente critique de ces essais dans le travail de M. Duhem : Le mixte et la combinaison cJiitniijne. Paris, Naud, 1902.

Nous sommes loin de méconnaître les services que la théorie cinétique

89. Échappatoire du P. Secchi. — Ce double échec ne pouvait naturellement pas échapper à la perspicacité du savant astronome. Aussi essaya-t-il d'une nouvelle hypothèse pour tirer la théorie de sa situation critique.

En général, les physiciens regardent l'élasticité parfaite comme une condition indispensable de la conservation intégrale des mouvements atomicjues.

Cette fiction est-elle l)ien nécessaire à l'explication scientifique des faits ?

Nullement, répond le P. Secchi. «Parmi les beaux théorèmes découverts par Poinsot sur la théorie du choc des corps en rotation, se trouve, dit-il, celui relatif à la réfiexion contre un

des gaz a rendus à la science, mais le crédit que lui accordent certains auteurs, entre autres M. de Lapparent, nous semble exagéré. Ctr. de L apparent, Atomes et molécules (Revue des Questions scientifiques, 1902, t. I, p. B74).

Si, comme le dit avec à-propos le savant français, Maxwell a pu démontrer et confirmer par l'expérience que dans le milieu gazeux décrit par la théorie, le frottement intérieur doit être indépendant de la pression, si M. Van der Waals a établi sur ces mêmes données sa loi des états correspondants qui nous montre tous les fluides obéissant, quelle que soit leur nature, à une même loi de compressibilité, on ne peut cependant lui attribuer le mérite d'être seule à fournir une explication de la pression exercée par un gaz sur son enveloppe, et surtout d'être l'expression fidèle de la réalité.

11 suffit, pour s'en convaincre, de parcuurir Touv/age d'un des pliysiciens modernes qui ont le plus contribué aux progrès de la théorie cinétique des gaz. Cfr. Boltzmann, Leçons sur la théorie des gaz, traduites par A. Gallotti, 1>^ partie, 1 vol. Paris, Gauthier-Villars, 19U2.

Dans le premier chapitre de ce travail, les molécules gazeuses sont assimilées à des sphères élastitiues n'exerçant aucune action mutuelle, sinon au choc. Dans le second, au contraire, l'auteur les regarde comme des centres de force agissant à toute distance les uns sur les autres, la nature de la force restant indéterminée. Dans le troisième, les molécules sont encore des centres de force, mais cette force est déterminée : c'est une répulsion efi raison inverse de la cinquième puissance de la distance, sensible par conséquent dans un très petit rayon seulement. Enfin dans le second volume, la force supposée est surtout une force attractive qui varie plus lentement avec les distances.

Or il est évident que des particules gazeuses ne peuvent être douées simultanément de propriétés exclusives l'une de l'autre et qu'il y aurait

obstacle résistant. Il nous apprend que par la seule rotation, un corps dur et non élastique peut rebondir absolument comme un corps élastique ; il y a mieux : un de ces corps, lancé contre un obstacle fixe, est souvent renvoyé avec une vitesse supérieure à sa vitesse initiale... Ce phénomène, paradoxal en apparence, est dû à la transformation d'une partie du mouvement rotatoire en mouvement de translation... Un choc, quel qu'il soit, ne peut annihiler en même temps les deux mouvements de rotation et de translation... La quantité de mouvement perdue d'un côté sera gagnée de l'autre.»

L'hypothèse est certes ingénieuse. Malheureusement, dans son enthousiasme pour le mécanisme, le savant auteur

contradiction manifeste à vouloir appliquer pareilles hypothèses à la réalité. D'ailleurs, Maxwell lui-même et M. Boltzmann en font l'aveu : leur but n'est point de construire un système logique qui puisse devenir le décalque du réel, mais de nous donner un symbole, une représentation qui nous aide à synthétiser les connaissances acquises, et inspire à la fois les recherches plus fécondes.

Tels sont encore le sens et la portée de la plupart des théories scientifiques modernes. « On ne doit pas se flatter, écrit M. Poincarré, d'éviter toute contradiction ; mais il faut en prendre son parti. Deux théories contradictoires peuvent, en effet, pourvu qu'on ne les mêle pas, et qu'on n'y cherche pas le fond des choses, être toutes deux d'utiles instruments de recherche, et peut-être, la lecture de Maxwell serait-elle moins suggestive s'il ne nous avait ouvert tant de voies nouvelles divergentes. » Électricité et Optique. Les théories de Maxwell et la théorie électromagnétique de la lumière^ p. IX.

« On ne peut empêcher un physicien, dit M. Duhem, de représenter par plusieurs théories inconciliables soit des ensembles divers de lois, soit même un groupe unique de lois ; on ne peut condamner l'incohérence dans la théorie physique... Si l'on admet qu'une théorie physique est simplement un système destiné à classer un ensemble de lois expérimentales, comment puiserait-on, dans le code de la logique, le droit de condamner un physicien qui emploie, pour ordonner des ensembles diftérents de lois, des procédés de classification différents, etc.. » La théorie physique, son objet et sa structure, p. IGl. Paris, Chevalier, 1906.

Au lieu de vouloir construire la nature d'après les hypothèses de la physique, que de mécomptes, que de discussions inutiles nos antagonistes se seraient épargnés, s'ils avaient mieux compris le sens purement symbolique que les physiciens eux-mêmes attribuent à leurs théories ! (Jours (,lt CûsmoÏQfiie. %

qui avait su tirer si bon parti des découvertes de Poinsot, ne leur avait emprunté que les données favorables à son système, sans se préoccuper de certaines réserves qui devaient rendre à jamais infructueux ses courageux efforts.

Lorsque ces cas de répulsion parfaite se présentent, avait dit le physicien français, il y a toujours une perte d'un tiers ou de deux tiers du mouvement rotatoire, perte qui n'est compensée par aucun accroissement de vitesse de translation. 11 y a même des cas de choc dans lesquels le mouvement de translation et le mouvement de rotation disparaissent simultanément ').

Ces correctifs, on le voit, sont le coup de grâce de l'hypothèse subsidiaire du P. Secchi. Car si le choc des corps durs entraîne toujours une perte réelle de mouvement, les molécules gazeuses, dépourvues d'élasticité, passeraient finalement au repos, et la pression qui ne relève que du bombardement de ces molécules disparaîtrait sans retour.

§ 2. — La pesanteur.