CHAPITRE VII

LA PHYSIQUE MODERNE (3* partio) : LES CONSÉQUENCES ET LES THEORIES. — THEORIE DE l'UNITÉ DES FORCES PHYSIQUES.

Nous avons fait pressentir, tout à Theure.

Texistence d'un rapport étroit entre la théorie mécanique de la chaleur et la théorie qui semble dominer la physique contemporaine. Ce rapport existe, mais^ pour le moment, il se laisse encore difficilement entrevoir. Nous avons, d'ailleurs, avant de toucher au but, plusieurs degrés à franchir.

I. — Le premier degré sera franchi quand on aura démontré, je ne dis pas seulement l'équivalence du mouvement et de la chaleur, mais encore l'équivalence, ou, comme nous l'avons déjà dit, la corrélation quantitative de tous les agents physiques, sans exception (4).

(1) Le second degré le sera qaaod on aura démontré Vorigine mécanique de ces mêmes forces.

A regard da rnooieiDeot et de la cfaaleiir, il suffît de géoéraliàer les Êdts; pour obteoir fai preore à Tégard des autres forces, il n'en est pas de même; on pareil résollal ne peut être atteint qu'à Taide da raisonoement par analogie el da prioeipe de la conservation de la force.

Ce principe, dont la démonstration théorique et al>$traite est Tœuvre du raisonnement mathématique, reçoit uue preuve nouvelle des expériences de thermodynamie ; c'est lui qui nécessite, selon toute apparence, la corrélation quantitative de la chaleur et du mouvement, et cette corrélation est un fait. Donc les faits donnent raison au postulat^ et Tautorisent de plus en plus à garder le nom de « principe. r> Mais un principe porte avec lui ses conséquences, et le principe en question nMmplique pas seulement Téquivalence de deux for(;(;8, mais celle de toutes les forces physiques.

Toutefois, comme il est impossible de méconnaître le caractère de contingence inhérent à là loi (le la conservation de la force (1), il est prudent d'interroger la nature et d'employer tous les moyens qu'elle met à notre disposition, poui*

(1) U démonstration rationnelle du principe n'est applicable à Texpériencu.ciuVlanl admises certaines données hypothétiques. Nous l'avoDS ddmontrù au chapitre V.

savoir jttsqu'à qUél point les ifeits dépôiseht et faveUr àè l^équivalêttce générale deis forces.

Le BèMwtoént fjrôdùit la cMleuî^, Télèc- Iridtè-, la luihîèi^; quéhd le inôiivémeht feeSSé, la ehâlettr fei)pai*ît ; eii fest-il de intèttïô diaqùé foie qu'à Util phénomène de iâiotivéïiiént sticcèdè lih phénomène d'électridté ?

À t^i égàlil, Pekpérierice est indécise. Faites osttiaéfr ùtië balte ôu tltt pendule électrique entré deux cbl^S chargés d'éîéctrîdtés différentes, au=cùiie 'âet théôiies reçues de Téléctricité h'antorise à croire qu'une différence se manifestera dans la quantité actuelle d'électricité mise en jeu, si lé peiidUle Vient à être attaché à un levier qui imprime un mouvement à une roue (1). D'autres expériences, aii éôhtrtiire, donnent des résultats plus satisfaisants ; oti sait, par exemple, et rien n'est plus fafcîte à siBivôir, qu'il faut un effort assez pénible pour faire tourner le plateau d'une machiné éléc^ triqué en action ; au contrait^, le plateau se laisse mouVôîf sans peine quand la machine ne produit point d'électricité (2).

Donè, nOHHsettîémféttt l'électricité peut être produite par le mouvement, mais encore à toute ma-

(t) QroTO. Loe, cit., p. 130 et suiv.

12) Balfour Stewart. Loe. du, p. 101.

nifestation électrique semble correspondre une perte d'énergie motrice. Quelques faits très-rares, peut-être même observés dans des circonstances défavorables, nous interdisent de donner à cette assertion la portée d'une loi physique ; néanmoins, la science proteste contre le mauvais vouloir des faits, elle appelle à son secours la loi de la conservation de la force et passe outre.

Comme la chaleur, Télectricité doit avoir son équivalent mécanique ; on ne Ta point encore calculé ; peut-être y réussira-t-on, le jour où les savants auront^ d'un commun accord, déterminé Vélectrie, c'est-à-dire l'unité d'électricité. Le premier progrès en appellerait bientôt un second^ et la science nous apprendrait alors à combien de kilogrammètres équivaut Vélectrie (1).

Nous n'insisterons pas sur le magnétisme ; tout le monde sait aujourd'hui que les phénomènes magnétiques et les phénomènes d'électricité sont congénères.

On ne connaît point encore l'équivalent mécanique du son, mais, de ce côté, les difficultés sont moindres que tout à l'heure; il suffirait, pour atteindre le but, de fixer l'unité de son (2).

(1) Cf, Saigey. La Phytiqw vioderw^ p. 117-118.

(1) Y aurait-il lieu, toutefois, de déterminer l'équivalent mécanique du son? Le son est le résultat d'un mouvement» d'une nature particulière cfftittué par des masses matérielles solides, liquides ou

Reste la lumière : elle aussi doit avoir son équivalent mécanique, mais comment le découvrir? Le spectre solaire produit des effets lumineux, chimiques^ calorifiques; les radiations ultra-violettes donnent les effets chimiques les plus intenses; les radiations calorifiques atteignent leur maximum au-delà du rouge. Qu'en conclure ? C'est qu'il y a correspondance entre les quantités de lumière qui ont cessé d'être manifestes et celles de chaleur et d'activité chimique par lesquelles elles semblent avoir été remplacées. Ici, comme partout, à une disparition correspond une apparition. Nous pouvons donc conclure, et dire :

1° Les forces physiques se substituent les unes aux autres ;

2^ Elles se substituent les unes aux autres en quantités rigoureusement définies.

IL — On sait ce qu'il faut entendre par équivalence; on sait que des quantités peuvent être équivalentes et n'être pas égales. En chimie, par

gazeuses ; par suite, une quantité donnée de son représente en dernière analyse, une certaine quantité de force vive sous forme mécanique. Il ne semble pas y avoir plus lieu de déterminer Téquivalent mécanique du son que l'équivalent mécanique du kilogrammètre. Si Ton se pose la question de savoir pourquoi ce mouvement vibratoire affecte certains nerfs, on sort de la question qui nous occupe et on empiète sur le

domaine de la physiologie.

exemple^ 33 grammes de zinc se substituent à 2 grammes d'hydrogène ; on dit alors que le zinc a pour équivalent 33. En physique, il se passe quelque chose d'analogue : des quantités constantes d'un ordre se substituent à des quantités constantes d'un ordre différent. Mais, comme on se trouve en présence de qualités hétérogènes, il ne peut guère être question que d'équivalence et non d'égalité ; le son, la chaleur, l'électricité, la lumière, sont des forces corrélatives, mais qui ne sont point directement commensu7'ables.

Toutefois, le parallélisme est-il possible entre la notion d'équivalent d'une substance chimique et celle d'équivalent mécanique, thermique ou électrique de la chaleur, de l'électricité, du mouvement? Un gramme d'hydrogène met en liberté 33 grammes de zinc et vient prendre leur place ; le zinc est chassé de sa position primitive, mais il ne disparaît pas; on le retrouve après l'opération. L'hydrogène le remplace^ mais ne l'absorbe

point.

Or, c'est précisément ce qui a lieu chaque fois que 425 unités de travail mécanique se laissent remplacer par une unité de chaleur : le mouvement dispaKiît et semble absorbé par la chaleur. Alors quelque chose était tout à l'heure qui n'est plus maintenant. De môme si la chaleur redevient insensible, et si le mouvement se manifeste à nouveau.

osera-t-on dire qu'après avoir été réduit à néant, la Providence lui a de nouveau rendu Fétre ?

Équivalence n'est pas égalité, soit ; mais si la chaleur qui succède au travail mécanique ne lui est pas rigoureusement égale en quantité, qu'est devenue cette partie de la force motrice restée à la traîne ? La force ne se conserverait-elle donc pas en quantité constante ?

Ou Ton infirmera la loi de conservation^ ou Ton donnera au fait de l'équivalence des forces la véritable portée scientifique et philosophique. Entre ces deux alternatives, le choix ne saurait être douteux.