LIVRE III

L'atomîsme dynamique

138. Exposé du système. — Les idées-mères de ce système se ramènent aux trois propositions suivantes :

1° La matière est essentiellement homogène.

2° Des forces exclusivement mécaniques suffisent à rendre compte de tous les phénomènes dont le monde est le théâtre ').

3° Dans toutes les phases de leur évolution, les atomes intransformables conservent toujours leur être propre.

La première et la troisième proposition sont empruntées au mécanisme traditionnel et constituent le fond commun de ces deux théories. La seconde, qui substitue des énergies mécaniques au mouvement local, caractérise l'atomisme dynamique ^).

') Notons cependant que plusieurs auteurs admettent une connexion nécessaire, indissoluble entre l'être et ses énergies. Cette divergence de vues est d'ailleurs sans importance, comme nous le montrerons bientôt.

'•) Pour éviter toute équivoque, signalons ici une acception nouvelle du terme « mouvement », acception très djiïérente de celle que lui avaient donnée Aristote et les philosophes du moyen âge.

Pour plusieurs savants modernes, le mouvement n'est plus l'acte ou la détermination d'un être en puissance en tant que tel, ou l'acheminement

Généralement d'accord sur ces données principielles, les auteurs se divisent quand il s'agit de déterminer la nature et le nombre des forces mises en jeu par la matière.

Les uns les partagent en trois catégories : i° Les forces attractives et répulsives ; elles agissent à distance et tendent sans relâche à produire le mouvement. — 2° La force d'impulsion dont la spécialité est de communiquer le mouvement par le choc ou la pression. - 3° La force d'inertie qui main-

d'Lin corps vers sa perfection; c'est la perfection même du corps, la source de son activité. Le changement de lieu, par exemple, ne constitue pas le mouvement lui-même, mais il accompagne le mouvement, il en est le résultat, le signe et la manifestation sensible. La raison en est que, sous le nom de « mouvement »,ce3 auteurs entendent non seulement le déplacement local ou le mouvement proprement dit, mais l'énergie même du mobile, sa force ou son principe d'action. A parler rigoureusement, il faudrait donc distinguer deux sortes de mouvement : le uiouvcinent-forcc et le mouvementchangement. Cfr. D'" Hallez, L'analyse iiiêtaphysiqiie du mouvement (Revjie nêo-scolastiqice, avril 1895, pp. 130 et suiv,).

Nous regrettons de ne pouvoir partager l'enthousiasme de M. HalIcz pour cette interprétation nouvelle. A notre sens, l'accouplement « mouvement-force » sonne mal, surtout lorsqu'on l'oppose au mouvement-changement. Que peut être un mouvement qui n'implique pas un changement.'' Quelle nécessité y a-t-il de désigner par un même terme deux éléments essentiellement distincts comme le sont la force et le déplacement local.'' La terminologie aristotélicienne n'a rien à gagner à ces innovations.

Quoi qu'il en soit, il est utile de ne point perdre de vue ce nouveau courant d'idées, si l'on veut se faire une conception exacte des systèmes cosmologiques modernes. Faute de le connaître, on risquerait de ranger parmi les partisans du mécanisme pur, tous les auteurs qui rapportent au mouvement, comme à leur cause réelle, la totalité des phénomènes cosmiques. En fait, c'est à l'atomisme dynamique que souscrivent les physiciens dont il est ici question.

Enfin notons encore une autre acception mentionnée par P. Duhem.

« l 'ans la mécaniciue nouvelle, ditil, le mot moiircvienl a un sens beaucoup plus étendu que dans l'ancienne mécanique; il ne désigne pas seulement le mouvement local i.\u'\, aux divers instants de la durée, fait occuper à un même corps des positions difTérentes; il désigne encore tout changement de propriétés pliysiques et chimiques accompli dans le temps.

» Il en résulte cpi'au sens nouveau du mot mouvement, un système peut être en mouvement bien que ses diverses parties occupent dans l'espace des positions invariables. Prenons, par exemple, un récipient de verre parfaite-

tient les corps dans leur état de repos ou de mouvement en ligne droite ').

D'autres n'accordent à la matière qu'une seule force essentielle, primordiale, la pesantenr. Cette opinion attribuée à Epicure, reprise plus tard par Gassendi, jouit des sympathies de plusieurs physiciens modernes, désabusés du mécanisme pur ^). C'est en effet le résultat auquel doit naturellement aboutir la tentative de réduire toutes les énergies corporelles à des modalités de la force gravifîque.

Il en est pour qui la force de résistance « essentiellement inhérente à la matière », constitue la seule énergie vraiment irréductible ^).

Enfin, certains hommes de science donnent leurs préférences à la théorie dualiste des forces attractives et répulsives ■*).

ment clos, rempli d'hydrogène et de chlore et exposons-le à une lumière très peu intense; dans le système, aucun déplacement ne se manifestera; chaque volume élémentaire découpé dans l'espace contiendra à tout instant la même matière; et cependant les propriétés de cette matière changeront d'un instant à l'autre; l'hydrogène et le chlore se combineront et leur mélange se transformera peu à peu en acide chlorhydrique; le mouvement chimique dont le s\'stème va être le siège ne sera accompagné d'aucun mouvement local. » Cfr. De la statistique et de la dynamiqjie (Revue des Questions scientifiques, t. 50, p. 137; 1901).

') H. Martin, Philosophie spiritualiste de la nature, t II, c. 20, p. 87.

-) Cfr. Jahr, Urliraft oder Gravitation. « Licht, Warme, Alagnetismus, Elektricitàt, chemische Kraft, etc. sind sekundàre Erscheinungen der Urkraft derWelt.» Berlin, Enslin, 1899. — Boucher, Essai sur l'hyperrspace, p. 123. Paris. Alcan, 1905. « La pesanteur à la surface de la terre et la gravitation des astres, dit-il, sont deux formes de l'attraction universelle, dont l'aflinité chimique, ou attraction entre les molécules, semble bien aussi dérivée. La lumière, la chaleur et l'électricité sont aussi des manifestations analogues d'une même force. »

■') P. ToNGiORGi, Cosmologia, lib. I, c. III, a. 2.

') Newton semble avoir professé un certain mécanisme dynamique. Il admettait les forces d'impénétrabilité et de résistance, en même temps que les notions de masse et de mouvement, mais il paraît douteux qu'il ait accordé un sens métajihysique à la notion de force. Cfr. Newton, Opticcs,

139- Examen de l'atomisme dynamique. Premier principe : l'homogénéité de la matière. —

Première critique. — Le grand fait qui domine l'ordre cosmique est le double finalisme d'organisation et de destination qu'on rencontre à chaque pas dans les œuvres de la nature. Chaque corps est le sujet d'une tendance immanente en vertu de laqjLielle il maintient l'intégrité de son être et poursuit d'après des lois invariables ses destinées naturelles. C'est pour avoir méconnu ce principe fondamental, clairement manifesté par les harmonies de l'univers et 'la constante récurrence des mêmes espèces '), que le mécanisme se heurta à d'insurmontables difficultés dans le domaine de la chimie, de la physique, de la cristallographie.

Or, en reprenant pour son compte la thèse de l'homogénéité de la matière, l'atomisme dynamique supprime toute finalité interne, ou du moins, il ne peut la maintenir sans la dépouiller de ses caractères distinctifs.

Il n'y a pas de place, en effet, pour des tendances électives dans une matière partout identique '). Fussent-ils doués d'inclinations foncières, des corps de même nature ont, de toute nécessité, la même orientation vers des fins absolument semblables.

L. 3, Q. 31; — Philosophiœ natuialis principia inathcniatica, def. 8. Cfr. aussi Laminne, Les quatre éléments, U. feu, l'air, l'eau, la terre, p. 179 et passim, Bruxelles, Hayez, 1904.

') Cfr. chap. II : Examen du mécanisme traditionnel, § 5, pp. 140 et suiv.

2) Nous ne nions pas qu'une matière homogène, placée dans des circonstances physiques suffisamment diversifiées, puisse donner naissance à des natures diverses. Cette hypothèse nous paraît même très probable, pourvu (pielle attribue aux êtres homogènes primitifs une nature véritable, c'està-dire un principe foncier de détermination et d'orientation. Mais nous croyons, au contraire, qu'une matièrc'partout identique est inconciliable avec les caractères scientifiques de l'ordre cosmique, tel qu'il se [irésente à l'heure actuelle.

D'ailleurs, cette question sera discutée bientôt h propos des arguments invoques par le mécanisme en faveur de l'hoinogéncitc de la matière.

Or, c'est justement sur la diversité des tendances inteines que repose la diversité des propriétés, le caractère différentiel des activités des êtres, en un mot l'ordre cosmique.

Sans doute, la plupart des partisans de ce système ne refusent pas aux corps des forces inhérentes, même essentielles. Mais qu'importe ce lien nécessaire établi entre la substance et certaines de ses propriétés ? Ne faut-il pas attribuer à tous les êtres du monde inorganique un même principe foncier de finalité, les mêmes aptitudes naturelles, si, comme le veut l'hypothèse, la nature corporelle est universellement homogène ?

Deuxième critique. — Le mécanisme mitigé conduit à une autre conséquence non moins grave.

Les atomes, dit-il, sont indestructibles, ou plutôt intransformables ; les combinaisons chimiques, n'en altérant jamais que la surface sauvegardent leur être individuel.

Cela revient à dire que l'unité essentielle est l'apanage exclusif des masses atomiques, qu'en dehors des infiniment petits tout est agrégat.

Les composés inorganiques, le végétal, l'animal, l'homme lui-même sont donc de vraies colonies d'atomes ou d'individualités enchaînées par des forces mécaniques. Quelle que soit en effet la nature du principe qui les tient agglomérés, les atomes intransformables doivent conserver leur être propre à travers leurs multiples figurations ').

Or, la science biologique aussi bien que la métaph3'sique condamnent pareilles conclusions.

140. Second principe de l'atomisme dynamique : toutes les forces corporelles sont exclusivement mécaniques. — Nous aurons plus tard l'occasion, au cours

') Nous parlerons, dans l'examen de la théorie scolastique, d'une nouvelle hypothèse qui tend à concilier la persistance des masses atomiques avec l'unité des êtres vivants.

de l'exposé de la théorie thomiste, de faire la part de vérité et d'erreur que contient cette formule. Qu'il nous suffise de rappeler la doctrine dont nous donnerons plus loin la démonstration.

Bien que toutes les forces corporelles s'accompagnent toujours de mouvement local et méritent de ce chef le nom de forces mécaniques, plusieurs d'entre elles ont en outre un mode spécifique d'action. Telles sont les énergies ph3'siques : la lumière, l'électricité, la chaleur, le son. Destinées à produire avant tout ces qualités différentielles que nous nommons état thermique, couleur, etc., états manifestement irréductibles à un simple déplacement de la matière, elles se distinguent essentiellement des forces mécaniques ordinaires dont l'effet propre est le mouvement local.

M. Boutroux fait à ce sujet une remarque pleine d'à-propos : « La sensation de chaleur, dit-il, est radicalement hétérogène par rapport à la sensation du son. Puisque cette hétérogénéité ne peut trouver son explication dans la nature de la conscience, il reste qu'elle ait sa racine dans la nature des choses ellesmêmes et que la matière ait la propriété de revêtir des formes irréductibles entre elles. Or, l'hétérogénéité est étrangère à l'essence de l'étendue figurée et mobile, c'est-à-dire de la matière proprement dite. Le mouvement vibratoire lui-même ne peut être dit hétérogène k l'égard du mouvement de translation. Ce sont simplement grandeurs, directions, intensités, modes divers d'un même phénomène... La matière ébranlée semble n'être dans les objets sensibles que le véhicule de propriétés supérieures, lesquelles sont les propriétés ph\'siques proprement dites » ').

') Boutroux, De la continge^ice des /ois de la nature. 2^ éd., p. 64. Paris, Alcan, 1895.

« Quant à croire, écrit M. Dunan, que les mouvements de la matière cosmique puissent, en agissant sur un sujet sensible, déterminer dans ce sujet des impressions telles que le son ou la couleur, c'est ime supposition

D'ailleurs, la spécificité des organes des sens destinés à nous faire connaître les forces physico chimiques, demeure un fait inexplicable pour qui n'admet pas la spécificité de ces forces.

Les sciences naturelles, il est vrai, ne peuvent traduire en formules l'aspect qualitatif des phénomènes physiques ; elles se bornent à en exprimer l'intensité par la mesure d'un phénomène concomitant plus accessible à l'analj'se, le mouvement local. Ce n'est point un motif pour en nier l'existence.

Au surplus, des physiciens d'une incontestable valeur ne craignent pas d'affirmer qu'à l'heure présente, aucun fait ne justifie la réduction de toutes les énergies matérielles à des forces purement mécaniques, et que les équations mathématiques ne nous représentent point l'être intégral des qualités corporelles '),

énorme, contre laquelle la raison philosophique protestera toujours. » Cfr. La perceptio7i des corps ( Revue philosophique , t. LUI, 1902, p. 571).

En somme, cette doctrine est la traduction de la pensée thomiste.

-:< Potentia, écrit saint Thomas, secundum illud quod est potentia, ordinalur ad actum. Unde oportet rationem potentiae accipi ex actu ad queni ordinatur, et par consequens oportet quod ratio potentiae diversificetur ut diversificatur ratio actus. Ratio autem actus diversificatur secundum diversam rationem objecti, omnis enim actio vel est potentiae activae vel passivae. Objectum autem comparatur ad actum potentiae passivae sicut principium et causa movens ; color enim, inquanfum movet visum, est principium visionis. Ad actum autem potentiae activae comparatur objectum ut terminus et finis, sicut augmentativae virtutis objectum est quantum perfectum, qudd est finis augmenti. Ex his autem duobus actio speciem recipit scilicet ex principio, vel ex fine, seu termino. Unde necesse est quod potentiae diversificentur secundum actus et objecta... Non quaecumqiie diversitas objeclorum diversificat potentias, sed dillérentia ejus ad quod per se potentia respicit ; sicut sensus per se respicit passibilem qualitatem, quae per se dividitur in colorem, sonum et ejusmodi ». Cfr. Summ. TheoL, p. I, q. 77, a. 3.

') Cfr. DuHEM, Sur qrcelqucs extc7isio7is récentes de la statistique et de la dynamique {Revue des Questions scient., t. 50, avril 1901). — L'évolution de la mccajiiqzie : l.-d. ^\\ys\q\ie de la qualité, pp. 197 et suiv. Paris, A. Joannin, 1903. — VifiNON, Notion de la force, etc. Paris, Société zoologique de France, 1900. — HiRX, La Jiotion de la force. — L' analyse élémentaire de l'univers. Paris,

141- Conclusion. — L'atomisme dynamique s'est arrêté à mi-chemin. A l'eiicontre du mécanisme pur, il a compris, que dépouiller la matière de tout principe interne d'activité, c'est s'interdire manifestement l'explication des faits et liN'rer l'univers aux caprices du hasard. Cédant aux exigences de l'ordre, plusieurs même ont demandé à la substance la raison de ses énergies. Conclusion logique, mais incomplète ! Car, en dernière analyse, il n'y a que la diversité substantielle qui puisse garantir la constance que l'on observe dans la diversité accidentelle des êtres.

Ce système est donc un acheminement vers la théorie scolastique, que nous exposerons plus tard, et doit fatalement y arriver, sous peine de ne donner qu'une solution partielle du problème cosmologique.

Gauthier-Villars. — Ostwald, Véyiergie, pp. 128 et suiv. Paris, Alcan, 1910, etc.

Cette question sera traitée ^.r/^/'<7yî?s5<? dans le second volume de cet ouvrage.

J.IVRK IV

Arguments invoqués

par le mécanisme traditionnel, le néo-mécanisme et l'atomisme dynamique

ARTICLE PREMIER Arguments tirés de la physique

L'équivalent mécanique de la chaleur et la loi de corrélation et d'équivalence des forces de la nature

142. Exposé du fait. — i" L'équivalent mécanique de la chaleur. — Vers le milieu du siècle dernier, la science s'est enrichie d'une conquête importante qui fut, pour l'étude de la nature matérielle, le début d'une ère nouvelle. « Par son titre des plus modestes, écrit M. Hirn, la théorie mécanique de la chaleur semble n'être qu'une branche spéciale d'une partie limitée de la physique. En réalité, elle constitue une science tout entière dont toutes les autres sont déjà devenues tributaires » ').

') HiRN, Analyse élémentaire de l'univers, p. 17. Paris, (iauthier-Villars.

Etroitement liée à la mécanique, comme l'indique d'ailleurs son nom, cette théorie franchit bientôt les frontières du domaine expérimental où elle se montrait si féconde en résultats utiles, s'étendit peu à peu au champ de la philosophie et devint l'une des assises du mécanisme universel.

Pour en donner une juste idée, précisons d'abord le sens de deux expressions : le travail mécanique et la calorie.

La chaleur ne peut être ni jaugée ni pesée. On n'a d'autre mo3"en de l'évaluer que par ses effets, c'est-à-dire, par l'impression qu'elle exerce sur nos organes sensoriels ou par les variations du volume des masses soumises à son action.

La dilatation régulière du thermomètre indique exactement Vintensité ée la force calorifique actuellement libre dans un corps donné; elle en mesure la température, mais elle ne peut exprimer d'une manière immédiate la quantité de chaleur présente. D'évidence, cette quantité et ses variations en plus ou en moins dépendent à la fois, et de l'intensité de la chaleur, et de la masse du corps qui subit son influence.

En combinant ces deux éléments, on arrive à une mesure relative tout à fait correcte. C'est ce qu'on fait en ph3'sique : on appelle luiité de chaleur ou calorie la quantité de chaleur qu'il faut communiquer à un kilogramme d'eau à o° pour élever sa température d'un degré du thermomètre centigrade.

La seconde notion à élucider est celle du travail mécanique.

Toutes choses égales, la vitesse qu'acquiert une masse matérielle soumise à l'action d'une force, dépend en même temps de l'intensité de cette force et de l'espace que le corps parcourt sous son empire. Le produit de ces deux facteurs, l'espace parcouru et la grandeur de la force, représente donc fidèlement la quantité d'action dépensée ou développée par celle-ci. On donne à ce produit le nom de travail mécanique.

Afin de faciliter l'évaluation d'un travail quelconque, on a choisi pour unité de poids ou de force le kilogramme, et pour unité de longueur le mètre; et l'on appelle kilogrammètre, la quantité d'action qu'il faut dépenser pour élever

à un mètre de hauteur, un poids d'un kilogramme, en une seconde de temps ').

Apparemment étrangères l'une à l'autre, ces deux unités de mesure, l'unité de chaleur et l'unité de travail mécanique, ont néanmoins entre elles une étroite connexion.

Le frottement, le choc, la percussion, la compression, des corps développent du calorique. Par contre, la chaleur produit du travail mécanique : elle dilate les corps, les volatilise, et par là détermine des mouvements plus ou moins intenses. Les machines à vapeur nous en donnent un bel exemple.

Or, toutes les fois que l'action du calorique sur un corps donne naissance à un travail mécanique, il se consomme une quantité de chaleur proportionnelle au travail produit. Réciproquem.ent, toutes les fois qu'un travail mécanique est consommé uniquement en vue de modifier Tétat d'équilibre interne d'un corps, il se développe une quantité de chaleur proportionnelle au travail dépensé.

Entre le travail produit ou consommé et la chaleur consommée ou produite, il existe donc un rapport bien déterminé. C'est ce rapport qu'on appelle Y éqiLUalenl mécanique de la chaleur.

Tel est le principe découvert par Me3^er ; telle est la proposition fondamentale sur laquelle repose la théorie dynamique de la chaleur.

Les travaux de ce physicien et notamment ceux de Joule et de Runifoi^d nous ont aussi fourni la mesure de cet équivalent : une calorie, totalement utilisée à produire un eftet mécanique, peul soulever 425 kilogrammes à un mètre de hauteur. Réciproquement, une dépense de 425 kilogrammètres peut réaliser un effet thermique équivalent à une calorie.

') Cfr. HiRN, op. cit., p. 20. — Freycinet, Sur les principes de la mécanique rationnelle, pp. 20 et suiv. Paris, Gauthier- Villars, 1902.

I4i3 2° Extension de la loi de corrélation. — Cette loi d'équivalence, que nous venons de constater entre les phénomènes thermiques et dynamiques, paraît embrasser toutes les forces de la nature.

Lorsqu'un corps non élastique tombe d'une certaine hauteur sur un plan horizontal résistant, le corps s'échauffe et la chaleur dégagée représente exactement la force vive disparue ; il y a équivalence entre l'action de la force calorifique et celle de la force gravifique. L'une s'est substituée à l'autre.

Lorsqu'un courant électrique traverse un corps conducteur, il l'échauffé ; et si le même courant passe par un moteur électromagnétique, il peut produire un travail externe, élever un poids à une certaine hauteur.

Dans ce cas, trois forces se remplacent successivement suivant un rapport fixe et déterminé : V électricité, la chaleur et \-à. force gravifiqxie.

De même, si l'on soude ensemble deux métaux de nature différente et qu'on tienne l'une des soudures à une température constante, un courant électrique parcourt le circuit dès que l'autre soudure est exposée à une température supérieure ou inférieure. Ici, c'est la chaleur qui semble se convertir e\\ force électrique.

Enfin, autre phénomène non moins significatif, lorsqu'un rayon de lumière pénètre dans l'œil, il s'y éteint en provoquant dans la rétine un courant électrique d'égale intensité. 'L'électricité prend la place de la lumière disparue.

On le voit, la pesanteur, la chaleur, la lumière et l'électricité sont reliées entre elles par une loi de corrélation et d'équivalence ; elles se substituent l'une à l'autre, mais de telle manjère que, si l'une se manifeste, l'intensité de l'autre s'abaisse proportionnellement ').

') HiRN, Analyse élé)nnitaire de l' univers, \>. 140.