PARIS

Même maison de commerce , rue Mazarinc, n.* •&.

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ï. Xjes principes de la mécanique, et l’astronomie physique qui en dépend , forment de nos jours l’objet d’une étude vaste et difficile. Cette étude , approfondie par des esprits supérieurs, a donné pour produit une science, caractérisée par un haut degré de certitude et par l’importance de ses résultats. Les progrès de l’iatelligence humaine, dans cette partie de nos connoissances , présentent un tableau d’autant plus intéressant , que , dans les temps modernes , les traits n’en sont point effacés. On peut suivre la trace de toutes les découvertes , apprécier les efforts des hommes laborieux , observer les élans du génie , et mesurer le temps employé à franchir d’immenses espaces.

Depuis l’époque où Copernic osa donner

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à la terre un double mouvement (i), juSqu’à celle où l’on acquit la connoissance des lois qui gouvernent la marche de la terre et des planètes ( 2 ), il s’écoula moins d’un siècle ; moins d’un siècle et demi , en remontant toujours à la même époque, se trouva suffire pour rapporter ces lois à un seul principe; moins de deux et demi, pour estimer les attractions les plus compliquées, et faire voir comment certaines inégalités , se balançant en quelque sorte dans de longs espaces de temps , laissent subsister , sans écart sensible , les mouvemens du système solaire avec une constante régularité (5).

Cependant les tourbillons ont eu longtemps crédit. Ils conservèrent beaucoup d’adhérens , plus d’un demi-siècle après la détermination exacte des lois du mouvement (4), et presque un demi-siècle

(i) ifJtjS.

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après la publication des Principes mathématiques de la philosophie naturelle (i). Mais enfin les lumières éclatant de toutes parts , dissipèrent ces nuages , qui obscurcissoient la science; et dès-lors le mouvement des esprits, rapidement progressif, n’a plus trouvé d’obstacles dans cette utile et brillante carrière , si ce n’est ceux qu’opposent à toutes les entreprises de l’homme les bornes de ses facultés.

Tandis que ces sciences fondamentales avançoient d’un pas ferme et mesuré , toutes les autres parties de l’étude de la nature étoient suivies avec une noble ardeur. Entre tant d’objets divers dont cette étude se compose , je n’appellerai ici l’attention que sur les progrès , vraiment étonnans , de l’optique. On sait assez ce qu’elle doit à Newton. Les découvertes les plus récentes sont devenues un espèce d’hommage à sa mémoire.

Mais le vaste champ qu’elles ont ouvert

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a dépassé de beaucoup les bornes auxquelles son génie avoit atteint.

Qui peut douter , en portant ainsi ses regards dans le passé , que l’avenir ne dévoile à nos yeux bien des vérités nouvelles ? L’espérance d’une récompense aussi glorieuse n’a point cessé d’animer les hommes dignes de l’obtenir. De mûres réflexions sur la marche à tenir pour arriver à ce but donnent aux physiciens de nos jours beaucoup d’avantage. Ils savent comment travailloient ceux qui ont répandu sur l’étude de la nature de vives lumières , et ils connoissent d’autre part les écueils à éviter. L’expérience et le calcul , se servant mutuellement d’appui, ouvrent une inépuisable source de vérités dans les sciences naturelles ; tandis que les vaines hypothèses ne conduisent qu’à l’erreur. Tel est au temps actuel , le dégoût que ces hypothèses inspirent , qu’une juste défaveur attend tout ouvrage qui ne s’annonce, ni comme étendant nos conuoissances sur la nature par la voie de l’ex-

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périence; ni comme offrant de nouvelles méthodes de calcul, ou des applications savantes et ingénieuses de celles dont les mathématiciens sont en possession.

II. Quoiqu’en général cette manière de penser soit fondée sur des raisons qui ont du poids , elle doit cependant céder en quelques cas à des considérations d’une autre nature. Toute ferme qu’est labase sur laquelle la science repose , toute étendue qu’est la surface que l’œil humain a su parcourir ; il y a place encore pour quelque discussion nouvelle , et on ne doit point cesser de se dire , que l’accès doit rester ouvert aux opinions le moins accréditées ; non sans doute pour les accueillir avec un empressement capricieux, mais pour les soumettre à un examen patient et réfléchi.

Dans le nombre des hommes qu’enflamme le désir de scruter la nature, il peut, il doit, s’en trouver qui, par une suite de circonstances , autant que par goût et par instinct , soient plus portés k la méditation qu'à l’observation, et qui.

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en y pensant long -temps et avec une attention soutenue , arrivent à certaines combinaisons d’idées qui ne seront pas inutiles, quoiqu’elles s’écartent beaucoup des combinaisons ordinaires. Sans doute il ne faut pas souhaiter que le nombre de ces hommes , purement méditatifs, s’accroisse aux dépens de l’étude des faits; la marche de la science en seroit retardée.

Ce sont les observations, les expériences, qui manquent , et qui manqueront encore après qu’on les aura de plus en plus répétées. C’est l’art du calculateur, qui peut faire de ces observations l’emploi le plus assuré ; et cet art ne sera jamais assez cultivé. Mais enfin , dans cette vaste république des sciences, il y a place pour tous les esprits capables d’un solide raisonnement ; et l’on ne doit point refuser le droit de cité, ou tout au moins l’hospitalité, à celui qui vient offrir son humble tribut.

III. Parmi les questions abandonnées des savans de nos jours , il n’en est point, je crois , qui excitent moins leur intérêt ,

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que celle de la cause de l’attraction. — t< A quoi bon , disent tous ceux à qui l’on en parle, à quoi bon s’occuper de la cause d’un tel phénomène? La loi de l’attraction se vérifie dans les cieux avec une admirable précision. Pour tous les besoins de l’astronome ; pour toutes les applications utiles, à la navigation , au calendrier , aux éclipses , à la chronologie , à la géographie ; pour expliquer les mouvemçns , même les plus compliqués , des planètes primaires et secondaires ; pour déterminer l’influence* que leur rotation a pu avoir sur leur figure ; pour calculer les marées, pour fixer la mesure du temps par le pendule ; en un mot , pour tout ce que la science et les arts peuvent atteindre en ce genre , l’attraction suffît à nos vœux. Que gagnerions - nous à en connoitre la cause ?» — « Nous avons d’ailleurs, ajoutent- ils , une longue et fastidieuse expérience des vains efforts tentés jusqu’à ce jour ; et comme nous sommes las de tant d’absurdes systèmes, nous croyons , si l’on en publie d’autres.

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pouvoir nous dispenser d’en faire une étude. »

Il faut convenir que les systèmes , imaginés pour expliquer la pesanteur, n’ont offert en ge'néral que des tentatives infructueuses. Les uns, proposés trop légèrement par des savans d’un grand nom , loin d’ajouter à leur gloire , ont paru presque la ternir. Les autres , le plus souvent , déceloient dans leurs auteurs l’ignorance des faits dont ils cherchoient la cause , ou tout au moins une connoissance fort imparfaite des phénomènes et des lois , qu’ils employoient avec confiance pour construire leurs téme'raires hypothèses.

Mais les erreurs de ceux qui ont précédé n’autorisent pas un arrêt définitif de condamnation contre ceux qui suivent.

L’équité veut que chacun soit jugé d’après ses propres œuvres , et non d’après celles d’autrui. Un préjugé légitime s’élève contre une telle entreprise ; mais ce préjugé ne doit pas exclure l’examen.

Quant à Humilité de la recherche dont

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il s’agit , j’ai deux réponses à faire. Premièrement : je suppose qu’en effet la connoissance de la cause de ce grand phénomène , X attraction , ne serve jamais. dans aucune matière d’application ; que la science même n’en fasse jamais aucun emploi ; que ce soit , si l’on veut, une vérité isolée dans la physique. En ce cas encore, je pense que la connoissance de ce fait ne sauroit être tout-à-fait indifférente à l’intelligence humaine : car cette intelligence est avide de connoître ; la vérité est sa pâture-; et je ne sais s’il est aucun homme qui refusât de pénétrer ce mystère , s’il étoit une fois convaincu , qu’en le pénétrant, il acquerroit une connoissance plus pleine de la nature. Secondement : j’accorde, comme tout-à-fait probable , que , vu les bornes de nos facultés, la connoissance de la cause de l’attraction n’ajoutera rien aux explications correctes des phénomènes que nous fournit la loi, dans tout ce qui a rapport aux mouvemensdes corps célestes et dans le plus grande partie des faits

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dont s’occupe la physique terrestre. Ce qui est très- probable n’est pas toutefois certain ; et il pourrait arriver tel cas imprévu , où le recours à la cause ne serait pas sans avantage. Mais de plus , j’ai l'espérance , que cette connoissance acquise jettera quelque jour sur certaines parties de la physique, qui au premier coup-d’œil paraissent assez éloignées de cette recherche. Les détails dans lesquels je vais entrer feront connoitre sur quoi se fonde cette espérance et quel est l’objet particulier vers lequel elle se dirige.

IV. À la suite de ces réflexions générales je dois parler , d’une manière plus déterminée du sujet de cet ouvrage.

Il est composé de deux traités distincts. Le premier appartient à feu G. L.

Le Sage de Genève, et j’en suis simplement l’éditeur. Je n’en réponds qu’en cette qualité. J’ai mis du soin à rendre fidèlement la pensée de l'auteur , en employant textuellement ses notes aussi souvent que j’ai pu le faire , et en rangeant les matières dans l’ordre que j’ai

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lieu de croire qu’il auroit lui - même

Le second traité est de moi, et comme il suppose la connoissance des principes exposés dans le premier, il a dù le suivre et paroître en quelque sorte sous ses auspices. C’est ce second traité qui vient à l’appui de la réflexion par laquelle je terminois l’article précédent. Car il est destiné à faire voir, que, de la cause de l’attraction indiquée par G. L. Le Sage,.

il est probable que l’on pourra déduire l’explication de certains phénomènes, dépendant les uns des propriétés mécaniques des gaz , les autres de la nature de la lumière.

Mon dessein est de donner ici une esquisse de ce système et de ces applications; esquisse nécessairement imparfaite «et insuffisante ; mais toutefois utile , comme introduction à l’exposé plus étendu et plus exact que l’on trouvera dans l’ouvrage.

Concevez l’espace vide. Des corpuscules d’une petitesse extrême errent dans

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cet espace. Chaque corpuscule a sa direction déterminée , et se meut en ligne droite avec une vitesse fort supérieure à celle de la lumière. Les directions de ces corpuscules sont si variées, ces corpuscules sont si petits, et leur vitesse est si grande , que , bien qu’ils se suivent h d’immenses distances ; bien que l’espace soit presque vide ; néanmoins les corpuscules abondent partout : c’est-à-dire, que, dans un instant très-court, ils traversent , en toutes directions , un point quelconque de l’espace, quoique ce point ( qu'il faut concevoir comme un point physique ) soit d’une petitesse extrême :

en sorte , qu’en un instant quelconque, sur lequel de ces points que notre attention se fixe , nous pouvons affirmer, qu’il est le centre d’une innombrable quantité de corpuscules , tant convergens que divergens : c’est-à-dire , qu’il arrive à ce point là, en cet instant, une multitude de corpuscules de tous les points de l’espace; et que de même une multitude de cor-

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ivij

puscules en partent selon toute espèce de direction.

Cette constitution du fluide gravifique étant conçue ; que l’on plonge dans ce fluide un corps solide , terminé par des angles saillans , ou par des surfaces convexes (tel qu’une sphère, par exemple), et beaucoup plus gros qu’un corpuscule.

Ce corps demeurera immobile , ou du moins ne sera en proie à aucun mouvement constant. Il sera baloté peutêtre par l’inégalité des courans, et exécutera des oscillations irrégulières. •

Plongez un second corps dans ce même fluide , à quelque distance du premier.

Ces deux corps s’approcheront l’un dè l’autre. Car l’un sert à l’autre de bouclier ; et les courans , qui n’ont plus d’antagonistes , produisent un mouvement constant. En y réfléchissant , on verra que ce mouvement sera uniformément accéléré et que la force qui le produit sera proportionnelle à l’inverse du carré de la distance , loi dès long-

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qui doit être envisagé comme un ouvrage posthume de G. L. Lu Sage. L’éditeur ne l’a pas trouvé en état de rédaction achevée ; mais il n’a eu qu’à eb rassembler les matériaux et à les mettre en ordre.

Le a. a Traité , tout fondé sur le premier, en est néanmoins tout-à-fait séparé.

G. L. Le Sage n’en est point responsable. Il a posé les principes ; un autre a tiré les conséquences.

Ces conséquences se rapportent à deux objets distincts ; les gaz et la- lumière.

Quoique Lu Sage eût déjà mauié le premier sujet , j’ai cru devoir le remanier après lui ; et j’en expose les raisons dans le Livre même où je m’en occupe. On y trouvera déduits, de la simple hypothèse du mouvement des particules , la loi de densité des couches d’une atmosphère pesante j l’ascension des gaz échauffés ; certains phénomènes qu’offre le mélange des gaz ; un aperçu de la formation des ondes sonores. Un supplément est destiné à la discussion d’une objection, tirée

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de la loi que suit la résistance de l’air relativement à la vitesse d’un corps qui s’y meut. <

Le sujet du second Livre de ce second Traite est une application toutà-faît nouvelle des principes posés par Le Sage. Ce philosophe avoit bien vu que le mouvement de la lumière devoit être produit par la pression des corpuscules sur la concavité des élémens dont la lumière se compose. Il n’avoit pas méconnu non plus , en considérant d’autres fluides , la nécessité de quelques rotations. Mais occupé de son système sous un point de vue général , il n’avoit pas voulu suivre en détail l’application de ce système a l’optique. Il u’avoit pas non plus examiné d’une manière régulière les rotations qui dévoient résulter de l’action des corpuscules sur les particules douées de concavité. Il avoit très-bien vu que de telles rotations dévoient naître ; il en avoit même entrevu quelques applications ingénieuses; mais il s’étoit en quel* que sorte refusé à discuter à ce sujet.

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J’ai cru pouvoir m’occuper de l’objet d’application que cet ingénieux et savant physicien n’avoit pas eu le temps de traiter. Et pour étudier la lumière sous ce point vue , je me suis vu jeté dans une recherche de physique mécanique très-délicate. Il s’agissoit de déterminer la nature et les rapports du double mouvement, de translation et de rotation, engendré dans une particule douée de concavité; puis, d’en faire l’application aux phénomènes de l’optique.

Une des premières conséquences que j’ai rencontrées , et qui occupe le plus de place dans le« Livre où je traite de ce sujet d’application , est celle-ci : Lorsqu’une particule douée de concavité est, comme on dit, attirée par un plan, il naît à l’instant une cause de répulsion ( 1 ). Il y a 5o ans que je publiai , sous les yeux et avec l’assentiment de Le Sage, cette remarque , dont alors je ne tirai pas tout ce qu’elle pouvoit fournir. Je l’ai employée (en la combinant avec la ro-

(i) a. d Traité, L. II, §. 10 , pag. 253.

• PREFACE. Xxiïj

tation des mole'cules lumineuses) à rendre raison de la réflexion de la lumière. La molécule lumineuse se meut avec une vitesse terminale très-rapide et en exécutant des rotations bien plus rapides encore.

Elle présente dans sa marche , l’aspect d’une roue oU d’un disque , qui a sa ligne de translation pour un de ses diamètres.

Si ce disque vient à rencontrer un plan attractif; le disque se change en cône; et la répulsion se manifeste (1).

Eu cet état la molécule est soumise à l’action de deux causes , dont l’une tend à amener son premier plan de rotation a la situation parallèle au plan attractif ; et l’autre à la situation perpendiculaire.

La prépondérance de l’une ou de l’autre de ces causes dépend de certaines circonstances , dont la plus influante est l’inclinaison du disque sur le plan. Si le

(1) §. 27. — Jusqu’ici la marche tle ces applications ne me semble pas exposée au reproche de témérité. Il n’en est peut-être pas de même d’une partie des applications suivantes, \oyez l’Avertissement mis en tète de ce a. d Livre.

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disque est amené à la situation parallèle, il y a réflexion; s’il est amené à la situation perpendiculaire , il y a réfraction.

Dans l’un et l’autre cas , les lois de ces phénomènes sont l’effet de ce simple mécanisme (1). Il est à remarquer que dans l’acte de la réflexion , il étoit indispensable que le disque , après s’être retourné, se trouvât placé sur la nouvelle ligne de translation comme il l’étoit sur sur la première , c’est-à-dire , qu’il eût un de ses diamètres dans la direction du rayon réfléchi. Or , c’est aussi une conséquence nécessaire du mouvement qu’il a dû prendre (2). Cette conséquence , que je n’avois point eue en vue dans l’origine , est devenue pour moi une espèce de preuve , ou de probabilité satisfaisante, de l’explication dont elle se déduit.

Indépendamment des phénomènes de la lumière directe, réfléchie et réfractée , j’ai soumis à l’examen ceux de la

(1) Ibid. §§. 6a, 70; pag. 399, 307.

(a) Ibid. §jjj. 64 , 65 ; pag. 3 oo.

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double réfraction et de la polarisation.

Sans entrer ici dans un de'tail , que je craindrois de ne pouvoir rendre clair qu’en répétant ce que j’en ai dit à sa place j je me contenterai d’observer , que* les molécules de la lumière , constituées comme je suppose qu’elles doivent l’être , ont nécessairement deux pôles , dont l’un est disposé à l’attraction et l’autre à la répulsion. Cette constitution semble propre à satisfaire à plusieurs phénomènes , et en particulier à celui des accès de facile réflexion et de facile transmission (1).

Tel est l’objet du 2. d Traité , qui , comme on voit , consiste entièrement en deux applications de la physique corpusculaire de G. L. Le Sage. Je présente ces applications avec un juste sentiment de défiance , mais animé par le désir, peut-être par l’espérance , d’attirer l’attention des physiciens sur un système, qui ouvre de nouvelles vues relativement

(i) Ibid. §. n4etsuiv. , pag. 338.