DICT. EN'C. 2° S. X

Lumière. Les phénomènes lumineux sont des perceptions déterminées par des impressions produites sur la rétine par une force extérieure. Longtemps considérée comme un agent spécial distinct de la chaleur et de tous les autres grands agents de la nature, cette force qui, par son action sur le système nerveux de l'appareil de la vision, permet à Ihomme de constater l'existence des corps dont se compose le monde extérieur, d'acquérir la notion de leur véritable position dans l'espace et de mesurer leurs distances respectives, de déterminer leur l'orme et leur grandeur, etc., est aujourd'hui bien connue dans son essence. Les recherches les plus précises, les j)lus inattaquables, ont délinitivement établi que cet agent extérieur, étudié sous le nom de lumière, est une force purement mécaniquey c'est la force vive des vibrations transversales de Véther.

De cette étude trop courte et incomplète il lésulte que, quelque différentes que soient leurs manifestations, les agents de la nature sont des forces vives de mouvements de translation, de rotation ou de vibration, exécutés tantôt par des corps ou des molécules pondérables, tantôt par les molécules de l'éther. Ces agents appartiennent tous à la catégorie des forces motrices, ont tous pour commune mesure le travail accompli, sont tous de même nature et soumis aux lois de la mécanique générale. Simples modalités dynamiques, ces agents ne diffèrent les uns des autres que par la nature des corps en mouvement et par le mode du. mouvement exécuté. D'ailleurs, en raison de l'impénétrabilité, le mouvement est toujours transmisïible d'un corps à un autre ou d'une molécule à une autre, et tous les modes de mouvement sont transformables les uns en les autres sans perte de force vive. De ces considérations découle naturellement l'explication de ce fait expérimental, à savoir : que tons les agents de la nature peuvent se remplacer, se transformer les uns en les autres, et que ces remplacements, ces transformations, re^tent invariablement soumis à la grande loi de l équivalence.

V. Formes primitives de la force. L'observation attentive nous permet dereconnaître l'existence de trois agents dont l'intervention est universelle, incessante flans les phénomènes de l;i nature; ce sont : la gravitation, les forces moléculaires, les affinités chimiques. Ces agents nous apparaissent comme les trois formes primitives de la Ibrce ; tous les autres agents, toutes les antres modalités dynamiques du monde extérieur en dérivent par transformations équivalentes. Lorsque l'homme veut accomplir un travail , exercer une action en dehors de lui, c'est <à l'une de ces trois modalités primitives qu'il demande la force motrice, soit qu'il l'emploie directement, soit qu'il la transforme préalablement; eu une autre modalité mieux adaptée au but qu'il se propose.

L'industriel qui, au moyen d'une chute d'eau, met en mouvement les machines de son usine, l'ingénieur qui utilise le choc du mouton de la sonnette pour enfoncer profondément dans le sol de fortes pièces de bois, le marin qui profite des grands courants océ;iniques pour hâter la marche de son vaisseau, l'homme qui, sur une roue à chevilles, se sert du poids de son propre coi ps pour éleverun. fardeau, l'aéronante qui s'élève dans les airs emporté par son ballon, etc., etc., emploient directement la gravitation comme force motrice. Dans nos grandes forges, lorsque des marteaux du poids de 17 à 1800 kilogrammes, soulevés par des roues hydrauliques, retombent sur des pièces de fer, une partie de h force vive, communiquée par la gravitation osl transformée en chaleur et détermine, dans les masses de fer choquées, une élévation de température qui augmente leuc malléabilité et facilite le travail.

Les forces ou actions moléculaires, dont la cohésion est la manifestation, communiquent aux corps deux propriétés foit importantes -.V élailicité et la ténacité. L'homme profite de ['élasticité pour construire des dynamomètres, pour communiinier aux corps solides et gazeux des mouvements vibratoires périoaiqnes et produire des sous musicaux, etc., etc. C'est par leur ténacité qae les cordes et les courioies sont aptes à servir d'iustruiuents de traction et de transmission des forces motrices ; la ténacité est aussi mise à profit pour créer des résistances passives.

Les affinités chimiques sont utilisées directement dans les opérations de métallurgie, dans la préparation des produits chimiques, dans toutes les lecherclies qui élargissent chaque jour le domaine déjà si vaste de la chimie. Transformées en chaleur dans nos grands foyers de combustion, elles produisent la force motrice de la locomotive, des vaisseaux à vapeur , de toutes les machines à l'eu. Transformées en électricité dans la pile voltaïque, elles deviennent un précieux agent de décom[>osition des corps, une force motrice dans les machines électromogiiétiques, un puissant moyen d'éclairage dans les phares ; elles fournissent à riiomuie un agent de transmission d'une vitesse incomparable qui lui a permis d'établir, à travers les plus vastes mers, des communications sûres et directes, entre les points les plus éloignésdu globe. EuPin, dans les appareils de combustion des gaz et de matières grasses végétales ou animales, les allinilés chimiques se translornient en chaleur et lumière.

Laj^ravitation, les forces moléculaires, les affinités chimiques constituent en réalité un réservoir immense de force où l'homme puise Ibrcément et puise toujours quand il veut exercer une action sur le monde extérieur. Suivant les circonstances, il utilise directement cette force empruntée, ou il la transforme en d'autres modalités dynamiques. Mais, toute transformation étant nécessairement équivalente, l'homme ne peut, en aucune façon ni dans aucun cas, augmenter la quantitéde force disponible fournie par ces grands agents delà nature. Et même lorsque, pour en rendre l'emploi possible ou seulement plus lacile, il transforme une modalité dynamique en une autre, il y a toujours une certaine quantité de force, non p;ih détruite, mais non utilisée, employieà produire, dans l'appareil de transformation, un travail dillérent de celui qu il se propose de réaliser. C'est ainsi que, dans toute machine, les trépidations communiquées aux supports, l'usure et l'élévation de température des surfaces de contact et de Iroltcment des pièces mobiles, etc., etc., représentent un travail inu'ile, consomment en pure perte une certaine quantité de force, font en définitive que le tiavail utile réalisé n'est pas équivalente^ la force motrice dépensée. Chacmie de ces dis erses modalités dynamiques élant plus particulièrement apte à produire tel ou tel efict désiré, il y a nécessité, malgré ces pertes inévitables de Ibrce, d'opérer ces transformalions ; tous les efforts doivent tendre à atténuer au'aut que possible, dans les pièces de support, les réactions accessoires, dont l'ellet est d'afiaiblir le rendement de la machine.

VI. Indestructihilité de la force et de la matière. L'étude attentive des grands phénomènes de la nature et des moyens dont l'homme disjyose pour asseoir et étendre sa domination sur le monde extérieur, nous montre que la force subit, dans sa manifestation, des changements de forme incessants. Par le fait de ces transibrmatious, l'inteiisiléde telle ou telle modalité dynamique peut, dans un moment et dans un heu déterminés, devenir prédominante ou s'affaiblir; mais

la quantité de force mise en jeu et disponible reste invariable. Nous assistons à de pures transformations; il n'y a jamais ni création, ni anéantissement de force.

Dès le début de ses rechercbes, Lavoisier s'assura qu'au milieu des modifications si variées, si prolondes (|u'on peut lui faire subir, la matière conserve toujours le wémejaoirfs. Les actions mécaniques, physiques, chimiques peuvent eans ■doute changer la forme, l'aspect extérieur, la consistance, la densité, l'état physique des corps, modifier leur mode d'agrégation, déterminer de nouvelles combinaisons de leurs éléments ou détruire des combinaisons; mais, au milieu deces mutations si nombreuses, si importantes, leur poids reste inaltérable. Après avoir prouvé, d'une manière incontestable, par ces mémorables expériences, que tout est contingent dans la matière, excepté le poids qui reste son caractère essentiel, Lavoisier fut en dioit de proclamer cette grande vérité: Dans l ordre matériel, rien ne se crée, rien ne se perd.

La science moderne a étendu à Yordre dynamique le principe fondamental établi dans Yordre matériel par le créateur de la chimie ; il demeure établi et démontré que: la matière et la force sont indestructibles, existeiit en quantités invariables dans l'univers. Nous devons accepter comme vérité incontestable a <]ue le poëte latin énonçait à titre de simple opinion :

Gigni Ex niliilo ni/iil, in nihilum nil jiosse reverti.

"Vil. Nature de la force. Les agents, ou forces, étudiés sous les noms de chaleur, d'électricité, de lumière, sont les forces vives des molécules pondérables ou des molécules d'éther exécutant des mouvements de mode déterminé. Ce sont (les moyens d'action des corps sur les autres corps et sur nos organes. D'ailleurs, les actions ainsi exercées par les corps autour d'eux ne sont jamais que des communications ou des modifications de niouvement. Ainsi, la température d'un fheimomètre mis en contact avec un corps chaud s'élève, parce que les vibrations moléculaires du corps excitent directement des mouvements moléculaires de même nature dans l'enveloppe et le mercure de l'appareil. Tenu à distance en présence d'un corps chaud, le thermomètre accuse aussi une élévation de température; dans ce cas, les vibrations moléculaires du corps n'agissent plus directement sur l'appareil, mais elles excitent, dans l'éther ambiant, des vibrations transversales qui, transmises de proche en proche jusqu'au theimomèlre, pioduisent une accélération des mouvements vibratoires de son enveloppe et du mercure. Ainsi encore, les vibrations moléculaires d'un corps incandescent déterminent dans l'éther ambiant des vibrations transversales qui, à ti avers les milieux transparents de l'œil, pénètrent jusqu'à la rétine et produisent un ébranlement des élém-^'uts de la surface nerveuse qui se traduit par une sensation lumineuse. Ces actions des corps, au contact ou à distance, sur les autres corps et sur nos organes, ne sont donc en réalité que des modifications ou des communications de mouvement qui, en raison de l'impénétrabilité de la matière, sont les conséquences nécessaires d'un choc, que la colhsion ail heu entre molécules pondérables, ou entre molécules d'éther, ou entre molécules d'éther et molécules pondérables.

Les corps exercent autour d'eux des actions d'un autre ordre rapportées à des forces spéciales connues sous les noms de gravitation , de forces moléculaires, d'affinités ciiimiques. Comme les agents précédents qui en déri\ent

par Ifaiisformations équivalentes, ces forces ont pour mosure le travail effectué ou la force vive communiquée ; mais, malgré les efforts incessants des espiits l 'S plus éminents , la science n\>t pas encore parvenue à dissiper les prolbndes obscurités dont leur nature est enveloppée. Contrairement à ce que rexpéricnce montre pour la ihalcur et la lumière, ces forces semblent, agir à distance sans le concours d'un corps intermédiaire destiné à transmetlre leur action. En tenant compte de ce fait que leur action se borne à déterminer le rapprochement ou l'éloignement des corps et des molécules en présence, on les a appelées forces attractives et forces répulsives. Au titre de simples symboles, de traductions métaphoricines des fiits constatés, ces expressions d'attraction et de répulsion sont parfaitement acceptables; les corps et leurs, molécules se conduisent, en effet, comme s'ils s'attiraient oa se repoussaient mutuellement. Il n'en serait plus de même si, prenant ces dénominations dans, leur acception rigoureuse, on en venait à considérer les corps et leurs molécules comme jouissant de la proiiriété de s'attirer ou de se repousser. Ce serait nécessairement admettre qu'à distance, un corps peut sentir l'existence d'un autre corps, éprouver le désir de s'en rapprocher ou de s'en éloigner, avoir enlin la faculté de modifier son propre état et l'état de l'autre corps pour satisfaire ce désir. Il suffit d'indiquer ces conséquences forcées pour faire comprencire tout ce que contient d'inacceptable une doctrine qui doterait la matière de facultés d'attraction et de répulsion.

Tous les jours, l'observation nous montre des corps qui, ccdant à des actions ou impulsions extérieures, se rapprochent on s'éloignent sans exercer les uns sur les autres aucune espèce d'attraction ni de ré[)ulsion. H suffit ipie les pressions soient inégalement distribuées dans un liquide pour que les corps immergés ou flottants à la surface exécutent dos mouvements de ce genre. Or, tous les corps de la nature flottent dans l'éther et leurs molécules sont toutes entourées d'une atmosplière d'éther. D'autre part, l'éther est agité de mouvements continuels et exerce sur les corps pondérables des pressions qui ne sont pas les mêmes dans toutes les directions. On conçoit que de cesinégalités de pression puissent résulter , des mouvements coordonnés de translation des corps pondérables aussi bien que des mouvements de rapprochement et d'éloignement de leurs molécules. Bien que le moment ne soit pas encore venu d'opérer cette substitution, il est permis d'affirmer qu'un jour les forces mystérieuses connues sous les noms de gravitation, de forces moléculaires, d'affinités chimiques disparaîtront de la science et seront rem[)lacées par des actions mécaniques extérieures, conséquences forcées de ces inégalités de pression de l'éther sur les corps pondérables et sur leurs mole- > cules. C'est en prévision de cet immense progrès de la science que Lamé disait^ eu 18(]5 {Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences, tome LVI^ p. 986). « La propagation de la lumière dans le vide et les espaces planétaires, jointe au phénomène des interférences, signale incontestablement l'existence d'un fluide éthéré ; seconde espèce de matière infiniment plus étendue, plus universelle et probablement beaucoup plus active que la matière pondérable. La science future reconnaîtra, dans Vélher, le véritable rot de la nature physique. )y

De ces prévisions légitimes et des faits acquis définitivement à la science, nous sommes en droit de conclure :

Corps et molécules, tout est en mouvement dans la nature; le repos absolu . n'exi.çte nulle part.

Les forces sont les moyens d'action des corps sur les autres corps et sur nos organes ; ces forces, toutes soumises aux lois de la mécanique générale, sont les forces vive:, des corps en mouvement.

Un corps n'agit sur les autres corps et sur nos organes qu'en leur communiquant du mouvement ou en modifiant leurs mouvements.

Toute communication ou modification de mouvement est nécessairement précédée d'un choc qui, suivant les circonstances, a lieu soit entre corps ou molécules pondérables, soit entre molécules d'élher, soit enfin entre molécules d'éther et corps ou molécules pondérables.

Les actions réciproques des corps au moment de leur collision sont les conséquences nécessaires de Y impénétrabilité de la matière. Dans ce sens, Euler a donc pu dire : o L'impénétrabilité contient le grand ressort par lequel la nature opère toutes ses productions. »

Indestructible aussi bien que la matière, la force se manifeste sous des formes très-diverses; à chacun de ses modes de manifestation, correspond un groupe de phénomènes soumis à des lois spéciales. Chacun de ces modes de maiiifestation de la force a donc pu être considéré comme un agent distinct régissant 1 ensemble des phénomènes correspondants. Nous avons établi que, quelque grandes qu'elles soient, ces différences sont seulement apparentes, dépendent uniquement de la nature des corps en mouvement et du mode du mouvement effectué. Quelques exemples suffiront pour dissiper les doutes et mettre en pleine iuniicre l'exactitude de ce principe fondamental.

Il est d'abord facile de démontrer qu'un même agent produit des ejfets trèsdifférents quand on modifie la nature et la disposition des supports sur lesquels il se manifeste. Un courant électrique, quand il se propage le long d'un fil métalhque, ne produit sur son passage que des effets calorifiques ; quand il traverse une dissolution saline, ce même courant élève sans doute la température du liquide, mais il se manifeste surtout comme une force chimique et décompose le sel. Des phénomènes calorifiques d'une grande intensité et des phénomènes lumineux d'un éclat éblouissant accusent le passage du courant à travers l'espace qui sépare deux pointes de charbon en communication avec les pôles d'une pile. Dans la machine magnéto-électrique, le courant pendant son trajet à travers les (ils des bobines des électro-aimants devient une véritable force mécanique employée dans l'industrie pour produire un travail mécanique. Ajoutons, d'ailleurs, que quelle que soit la nature des phénomènes observés, la somme des effets produits dans le circuit électro-dynamique, évalués en unités de chaleur, représente une quantité de travail égale au travail chimique générateur du courant effectué dans la pile.

Cela posé, passons à l'étude de l'influence du mode de mouvement effectué.

On peut communiquer aux corps trois ordres de mouvements : des mouvements de translation, des mouvements de rotation, des mouvements de vibration. Chacun de ces modes de mouvement peut évid^mmont, en se transformant, donner naissance à l'un des deux autres; par l'intermédiaire de ces trnnsl'ormations, on peut produire tous les effets mécaniques proprement dits. Ainsi, le mouvement de va-et-vient des liges des pistons de la machine à vapeur imprime aux essieux et aux roues de la locomotive un mouvement de rotation qui, à son tour, se transforme en mouvement de translation du convoi tout entier. Ainsi

encore, le mouvement de lotation de la roue dentée de F. Savart détermine et entretient le mouvement vibraloire d'une lame élastique.

Les manifestations extérieures du mouvement vibratoire sont très-variées et très-importantes.

Une lame élastique écartée de sa position d'équilibre exécute des vibrations sensibles qui déterminent, dans l'air ambiant, des ondulations aUernativoment condensanles et dilatantes. Quand ces vibralions se succèdent avec une rapidité suffisante, les ondulations aériermes s'accompagnent Ae phénomènes sonores .

Lorsque les vibialions sonf. insensibles, locahsées dans les molécules des corps pondérables, le mouvemenf vibratoire est tn'duit par des pbénomèues d'un ordre très-différent, par des effets de chaleur statique.

Enfin le mouvement vibratoire produit des pbénomèues lumineux et de chaleur rayonnante quand il est communiqué à l'éther.

Fixons notre attention sur les pbénomènes sonores. Le son est la perce)ition de l'impression produite sur les ramifications du nerf acoustique par les ondulations qu'excitent dans le milieu ambiant les vibrations sensibles et périodiques d'un corps élastique. Les sons se distinguent les uns des autres par trois qualités : Yintensité, le ton, le timbre.

L'intensité du son dépend de l'amplitude des vibrations du corps élastique ; la raison de ce rapport expérimentalement établi se comprend facilement. A mesure, en effet, que l'amplitude de ces vibrations devient plus considérable, les condensations et les dilatations correspondantes des coucbes d'air prennent plus d'intensité et produisent des impressions plus énergiques sur les ramifications du nerf acoustique; il est donc tout simple que l'intensité du son, ou de la perception de ces impressions, augmente en même temps.

L'expérience démontre que le ton, ou la hauteur musicale, d'un son est uniquement déterminé par le nombre des vibralions exérutées par le corps élastique dans l'unité de temps, ou par la longueur des ondulations aériennes correspondantes. Du moment, en effet, où tous les sons se propagent dans l'air avec la nicme vitesse, la longueur des ondulations aériennes est nécessairement inversement proportionnelle à leur nombre ou au nombre des vibrations du corps élastique qui les engendrent. Le son le plus bas, le plus grave, est engendré par un corps élastique exécutant 32 vibrations simples p;ir seconde; les ondulations aéz'iennes correspondantes ont, eu nombres ronds, 10 mètres de longueur. Le son le {tlus élevé, le plus aigu, est engendré par un corps élastique exécutant 75000 vibrations simples par seconde; les ondulations aériennes correspondantes n'ont plus que 4 millimètres et demi de longueur. Tous les sons musicaux perceptibles par l'oreille humaine sont compris entre ces limites extrêmes, La perception du ton nmsi. al n'est donc en réalité que la perception de la rapidité avec laquelle se succèdent les impressions de condensation et de dilatation. La recherche de la cause du timbre a longtemps exercé la sagacité des physi- ■ciens. Du moment où l'intensité et la hauteur musicale d'un son dépendent de l'amplitude et du nombre des vibrations, il était naturel de chercher la cause du timbre dans la forme de ces vibrations, dans la forme du mouvement périodifiue du corps sonore. M. Helmholtz a fourni la solution complète de ce problème 'délicat.

Les branches d'un diapason exécutent des vibrations périodiques, parfaitement

régulières, identiques à celles d'un pendule autour de son peint de suspension. L'expérience démontre que ces vibrations simples ou pendulaires s'accompagnent toujours d'une sensation auditive indécomposable, d'un son simple. Il n'en est pas de même des instruments à cordes, violon, violoncelle, guitare, pinno, cithare harpe; le mouvement des cordes de ces instruments est sans doute périodique, mais il n'est pas pendulaire, et la forme de la vibration varie avec le mode d'attaque de la corde. Or, il résulte d'un beau théorème de Fourier que : toute vibration périodique, quelle que soit sa forme, peut être considérée comme la somme d'un nombre déterminé de vibrations pendidaires dont la durée sera deux, trois, quatre, etc. fois moindre que celle de la vibration périodique considérée. D'autre part, nous savons que, quand on excite une corde de violon ou de tout autre instrument de même nature, une oreille attentive et exercée ne perçoit pas seulement le son dont la hauteur correspond à la duicc de la vibialion composée de la corde ; elle entend en dutre une série de sons plus élevés. De tous ces sons simultanément perçus, le plus grave correspond à la durée delà vibration composée de la corde, et prend le nom de son fondamental ; les autres sont dits sons harmoniques et leurs hauteurs musicales ont des rapports définis avec la hauteur du son fondamental. Le nombre de vibrations conespondant au Ion d'une harmonique quelconque est toujours un multiple par un nombre entier du nombre de vibrations correspondant au ton du son iondamental. La vibration composée de la corde cnijendre donc en réalité un son complexe constitué par une. série de sons simples superposés ; chacun de ces sons simples composants correspond à une des vibrations pendulaires en lesquelles peut être décomposé le mouvement périodique de la corde.

En s'appuyant sur ces principes et sur les résultats fournis par l'analyse des sons à l'aide des résonnateurs, M. Helmholtz a prouvé que le timbre à\\ son perçu dépend de la forme de la vibration du corps sonore , en d'autres ternies du nombre, de l'ordre et de l'intensité des sons harmoniques superposés au son Iondamental, ce dernier son déterminant toujours la hauteur musicale de la perception *.

En résumé, un son musical est la perception d'un ébranlement péi iodique déterminé et entretenu, dans le milieu ambiant, par les vibrations d'un corps élastique. De simples modifications du rhythme de ces vibrations suffisent pour rendre compte des infinies variétés d'intensité, de tonalité, de timbre des sons musicaux.

Quand un faisceau de radiation solaire pénètre dans une chambrj obscure, sa présence est révélée par des phénomènes généraux toujours les même quel que soit le corps placé sur son trajet, et par des effets spéciaux variables avec la nature des corps exposés à son action. Indépendamment des phénomènes A' illumination et des effets calorifiques qui se produisent avec tous les corps possibles, on obtient avec certaines substances des réactions chimiques et avec d'autres des phénomènes de fluorescence ou de phosphorescence. De ces actions niulti[tles rapprochées des résultats fournis par l'analyse prismatique, on pourrait se croire autorisé à conclure que quatre ou au moins trois agents distincts entrent dans la constitution du faisceau solaire.

* M. Résal, dans une note communiquée à l'Académie des sciences [Comptes retulus det séances de l'Académie des sciences, 1874, t. LXXIX, p. 821), a montré qLie, bien longtemps avant Helmhotz, Monge avait posé le principe l'ondamentul de la théorie du timbre.

Au sortir du prisme analyseur, eu effet, le faisceau solaire s'étale en une image spectraJL; coiiliuuedans laquelle on distingue trois régions, ou spectres, de longueur sensiblement égale. Le spectre moyen est seul lunnneux; il présente sept bandes principales diversement colorées, disposées ainsi qu'il suit par ordre de réfraugibilité croissante : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Le spectre ultra-rouge est complètement obscur; il produit dans toute sou étendue des effets exclusmement calorifiques. Le spectre ultra-violet est obscur aussi; ses effets sont à la fois chimiques ei phosphogétiiques.

11 est aujourd'hui définitivement établi que les [ihénomènes lumineux sont produits par les vibrations transversales de l'éther et que la couleur de la lumière dépend uniquement de la longueur de l'ondulation étliérée, comme la hauteur du son (le la longueur de l'ondulation aérienne génératrice. Dans le spectre lumineux, les ondulations éthérées sont donc disposées par ordre de réfrangibilité croissante on de longueur décroissante ; ï onde la moins réfrangible ou h [ilus longue (645 millionièmes de millimètre) correspondant au rouge extrême, l'onde lu plus réfrangible ou la plus courte (406 millionièmes de millimètre) au violet extrême . Les ondes comprises entre ces limites extrêmes (645 et 406 millionièmes de millimètre de longueur) ont seules la piopriété de produii'e sur la rétine des impressions lumineuses dont la couleur dépend de leur longueur.

Mais que représentent les deux spectres obscurs, l'ultra-rouge et l'ultra- violet? Nous l'avons déjà dit, les belles recherches de Melloni et des physiciens qui ont travaillé dans la même direction prouvent que, malgré leurs propriétés si dilférentes, les trois spectres de la radiation solaire ont au fond la même constitution. Seulement les ondulations éthérées du spectre calorifique ultra-rouge sont plus longues et moins rélrangibles, tandis que celles du spectre ultra-violet, à la fois chimique et phosphogénique, sont plus courtes et plus réfrangibles que celles du spectre lumineux.

Il nous suffira de rappeler ici en quelques mots les faits principaux qui servent de base à la démonstration de ces principes dont l'exactitude ne saurait plus être mise en doute.

X quelque région de l'image spectrale totale qu'ils soient empruntés, qu'ils soient lumineux, qu'ils soient fournis par le spectre obscur ultra-rouge ou ultraviolet, les rayons se propagent avec la même vitesse dans l'espace, se rétléchissent, se réfractent, se polarisent, interfèrent suivant les mêmes lois. Ajoutons que si, dans toute son étendue, le spectre lumineux jouit de toutes les propriétés d'un faisceau direct de radiation solaire, l'énergie des actions culoriliques , chimiques et phosphogéniques n'est pas la même dans ses bandes diversement colorées. L'intensité calorifique va croissant de l'extrême violet à l'extième rouge; l'intensité chimique et phosphogénique varie en sens contiaire, va croissant de l'extrême rouge à l'extrême violet.

Dans leur action sur certains corps, les ondulations de l'éther peuvent rallonger ou se raccourcir; elles se manifestent alors avec des propriétés qu'elles ne possédaient pas avant ce changement de rhythme.

Ainsi dirigeons, sur une dissolution de quinine, un faisceau de radiation obscure empruntée au spectre ultra-violet, immédiatement la dissolution s'illumine d'une belle coloration bleue; l'illummalion est orangée avec la dissolution de curcuina , verte avec le verre d'urane, jaune orangée avec le spailt, verte avec l'arragonite fibreuse, etc., etc. Dans toutes ces transformations qui constituent les phénomènes de phosphorescence et de fluorescence, les ondulations

obscures incidentes ont subi un allonjement et, en devenant lumineuses, ont acquis les propriétés décoloration et de rélrungibililé correspondant à leur nouvelle longueur.

M. Tyndall a montré, dans ces derniers temps, que, dans des circonstances déterminées, les ondulations obscures ultra-rouges peuvent éprouver une niodification de sens coniraire, un raccourcissement, et devenir ainsi lumineuses. La radiation l'ournie par une puissant(! lampe électrique est concentrée au moyen dun miroir concave argenté; le faisceau réfléchi traverse une couche opaque d'une dissolution d'iode dans le bisulfure de carbone, assez épaisse pour arrêter complètement la totalité des radiations lumineuses et ultra-violettes. Des expériences préalables avaient démontré que cette solution opaque d'iode laisse sensiblement passer toutes les radiations caloriliques, obscures, ultra-rouges. En procédant ainsi, M. Tyndall a obtenu au foyer du miroir la totalité de la radiation ultra- ro\»ge de la lampe électrique. Maintenue à ce foyer, une feuille de platine platiné s'échauffe et atteint une température assez élevée pour émetUe de la lumière blanche. Cette belle expérience démontre que les ondes incidentes, d'une longueur trop grande pour produire des effets lummeux, sont transformées dans leur action sur les molécules de platine en ondes assez courtes pour devenir visibles. Analysée au moyeu d'un prisme de bisulfure tie carbone, la lumière émise par ce platine incandescent fournit un spectre riche et complet dans lequel on retrouve toutes les couleurs, depuis le rouge jusqu'au violet.

Les phénomènes lumineux, calorifiques, chimiques et phosphngéniques produits par la radiation solaire n'accusent donc pas l'existence di; quatre agents di^ti^cts dans le faisceau incident. Les faits précédemment rappelés |)rouvent que ce faisceau est composé d'ondulations étliérées de longueurs différentes, et qu'à chaque longueur d'ondulation correspond un groupe [larticulier de phénomènes. Les ondes, dont la longueur est comprise entre 645 et 406 millionièmes de millimètre, ont seules la propriété de produire des impressions lumineuses àowi h coloration dépend de la longueur de l'onde excitatrice. Les ondes dont la longueur excède 645 et celles dont la longueur est inférieure à 406 millionièmes de millimètre sont obscures, sont sans influence sur la rétine; les premières sont exclusivement calorifiques, les secondes sont exclusivement chimiques et pliosphogéniques.

La considération des caractères des effets produits a fait classer les agents du monde extérieur en agents mécaniques, agents physiques et agents chimiques. L'étude approfondie de leurs rapports de solidarité a permis aux physiciens de démontrer que ces agents ont tous pour commune mesure le travail effectué, et sont soumis aux lois de la mécanique générale. En réalité, tous les phénomènes du monde extérieur sont produits par des actions mécmiques, et la loi des transformations équivalentes de ces agents, de ces forces, de ces actions, n'a plus rien de mystérieux. Cette extension du domaine de la mécanique constitue nu immense progrès et nous ramène aux principes de philosophie de la nature déjà posés et défendus par Galilée et par Huyghens. Le premier professait que, dans la nature, tout est matière et mouvement, tout dépend de l'espèce de corps en mouvement et du mode de mouvement eflectué. Le second a écrit celte phrase remarquable dans son immortel Traité de la lumière .

« Omnium effectuum naluralium causœ concipiuntur per rafiones mechanicas, nwi velimus om,nem spem objicere aliquid in physicis intelligendi. »

VIII. Énergie. Les corps réunis en un même système exercent les uns sur les autres Jes actions incess:intes et très-diverses ; ils sont sollicités par la gravitation, par ks lorces moléculaires, par lis affuiilés chimiques, etc., etc. Lorsque, sous liiifluence de ces actions mutuelles, de ces forces, le système éprouve un changement d'état, ces forces travaillent. Si, prenant le système à un même état initial, ces forces le ramènent à un même état final, le travail de ces forces conserve invariablement la même valeur. Mais les manifestations extérieures du travail edectué sont très-variables; ce travail est traduit tantôt par une force vive, tantôt par une quantité de chaleur, ici par un poids soulevé, là par une décomposition chimique, etc., etc. M. Macquorn-Rankine a proposé de désigner ce travail des forces du système corresjiondant à un changement d'état déterminé, par le mot Énergie ; dans sa très grande généralité, cette dénomination a l'avantage d'être indépendante de la nature des forces mises eu jeu en même temps que de la nature de leurs manifestations. Quelques exemples suffiront pour faire bien comprendre la véritable signification de cette expression énergie.

Un corps de masse m et du poids P, suspendu à une hauteur H dans l'atmosphère, l'orme avec la terre un système dont la gravitation tend sans cesse à changer l'état, eu rapprochant la terre et le corps jusqu'à ce qu'ils se touchent. Abandonné à lui-même, le corps tombe, entraîné par un mouvement uniformément accéléré, dont la vitesse, à un moment quelconque de la descente, est proportionnelle à la racine carrée de la hauteur de chute. La force vive dont le corps est animé varie donc à chaiiue instant, proportionnellement au carré de la vitesse acquise el, par suite, à la hauteur de chute. A chaque instant aussi, le travail accompli par la gravitation varie proportionnellement à la hauteur de chute. Lorsque, parvenu au ternie de sa chute, le corps a atteint la surface de la terre, le changement d'état du système est maximum, alors aussi le travail PH eifectué parla gravitation est maximum. Ce travail maximum PII représente Yen rgie totale du système. Par l'expression énergie totale d'un système, il faut donc entendre le travail qu'ont effectué ou que peuvent effectuer les forces intérieures en ramenant le système d'un état initial déterminé à un état final, tel que l'action de ces forces intérieures soit complètement épuisée.

Lorsque le corps a accompli sa chute complète, le travail maximum PH est effectué; on dit que l'énergie totale du système est actuelle. Mais tant que le corps est maintenu à la hauteur initiale H, la gravitation n'a effectué aucun travail, seulement elle peut effecluer le travail maximum PH ; on dit alors que l'énergie totale du système e^i potentielle.

Considérons maintenant le système au moment oii le corps tombant en chute libre a déjà parcouru, à partir de sa position initiale, un chemin h plus petit que H. A ce moment la gravitation a déjà effectué un travail ?h, et, pour ramener le corps à la surface de la teire, elle devra effectuer un nouveau travail P(H — h). A ce moment, Y énergie totale Au système se compose de deux parties complémentaires : l'une, l'énergie actuelle, représentée par le travail P/i déjà eifectué par la gravitation qui a lait descendre le corps d'une hauteur /i; l'autre, Venergie potentielle, représentée par le travail P(II — h) que la gravitation peut et doit effectuer j our que la chute du corps soit complète. D'ailleurs P^ -f- P (H — h) = PH. Par conséquent, à un moment quelconque de la chute du corps, Venergie actuelle et l'énergie potentielle du système sont complémentaires; leur somme est égale à Venergie totale du système.

Lorsque, sous l'influence de forces extérieures, un corps se dilate, le système

représenté pir les molécules de ce corps change d'état. Le groupe des forces extérieures et le groupe des forces moléculaires intérieures entrent simultanén)ent en action, le premier au titre de forces motrices, le second au titre de forces résistantes; ils effectuent nécessairement des travaux égaux et de sens contraires. Lorsque ensuite le corps, abandonné à la seule action des forces moléculaires, reprend son volume initial, ces forces intérieures, devenues à leur tour forces motrices, effectuent, dans leur propre direction, un travail égal à celui qu'elles ont déjà fourni en sens contraire, au titre de forces résistantes. Pendant la ddatation, les forces extérieures communiquent donc au système des molécules du corps, à l'état d'énergie potentielle, un accroissement d'énergie totale précisément égale au travail qu'elles effectuent elles-mêmes.

Il nous reste à montrer en quelques mots comment ces |)rincipes s'appliquent aux phénomènes dont s'accompagnent les actions chimiques. Tant que deux corps susceptibles de se combiner restent en présence, Y énergie du système représenté. par ces deux corps est tout entière à Vétat potentiel. Quand la combinaison est effectuée, la quantité de chaleur dégagée représente l'accroissement des farces vives de vibration des molécules du système ; cette chaleur, cet accroissement des lorces vives de vibration, est la mesure du travail accompli pendant la combinaison.

Si la combinaison s'est effectuée sans variation de volume du système, les forces intérieures, les affinités chimiques, ont seules travaillé; la chaleur dégagée est la mesure de leur travail; c'est la manifestation, à Y état actuel, d'i ïénergie totale qu'avant la combinaison, le système possédait à Vétat potejitiel.

Si la combinaison s'accompagne d'une variation de volume du système, la chaleur dégagée est une résultante; elle représente à la fois le travail des affinités chimiques et le travail des forces extérieures. Ces deux travaux sont de même sens quand il y a dimiiuition de volume; par suite la quantité de chaleur dégagée représente la chaleur produite par les affinités chimiques, jo/ws la chaleur dégagée sous l'influence de l'action des forces extérieures. Les deux travaux sont évidemment de sens contraires, quand il y a augmentation de volume; la chaleur dégagée représente donc la chaleur produite par les affinités chimiques diminuée de la chaleur consommée sous l'influence de l'action des lorces extérieures. Pour déduire la mesure de l'énergie totale du système de la quantité de chaleur dégagée pendant la combinaison, il faut donc, dans tous les cas où le volume du système varie, tenir compte de l'effet thermique afférent au travail accompli par les forces extérieures.

Lorsque l'action des forces est manifestée par un travail mécanique ou par une force vive de translation, l'énergie prend l'épitliète de sensible ou mécanique. Ainsi on dit que, dans la machine à vapeur, ïénergie calorifique se transforme en énergie sensible ou mécanique; '^'est, en termes plus généraux, exprimer ce fait que, dans la machine à feu, la chaleur est utilisée comme force motrice.

IX. Conséquences générales. Les considérations précédemment développées elles principes que nous en avons déduits éclairent d'un jour inattendu le passé et l'avenir de notre système planétaire.

Les données astronomiques les plus précises et les mieux établies autorisent à admettre qu'à l'origine, le soleil, les planètes et leurs satellites étaient confondus dans une même masse nébuleuse, animée d'un mouvement de rotation iiutoiir d'une ligne passant par son centre, et eu tout semblable à ces nébuleuses irré-

tluctibles, véritables mondes eu voie de formation, que l'œil armé de puissantes lunettes découvre dans les profondeurs les plus reculées de l'espace. Soumises alors comme aujourd'hui aux lois de la gravitation, les diverses parties de cette masse vaporeuse tendaient à se rainirocher ; sous cette inflm nce aidt'e par le refroidissement, la nébuleuse s'est graduellement condensée et, par suite, son mouvement de rotation s'est accéléré. Plus intense dans le plan de l'équateur que partout ailleurs, la Ibrce centrifuge a arraché du système, à diverses époques de son mouvement de concentration, des masses de matière qui, devenues indépendantes, ont continué à se mouvoir dans l'espace en vertu de la vitesse qu'elles possédaient au moment de la séparation. Le soleil représente le noyau resté intact de la nébuleuse primitive et probablement encore en voie de condensation ; les planètes et leurs satelliies sont les masses successivement détachées, dont les unes se sont divisées elles-mêmes, comme le globe principal, tandis que d'autres se sont constituées en globes isolés.

Le rayon de cette sphère nébuleuse, à l'époque où ses limites atteignaient l'orbite de A'eptnne, était de 45U600GOOO kilomètres. La densité de la masse de notre système était si faible, que 1 gramme de matière pondérable avait un volume de plusieurs milliards de mètres cubes.

Aux époques les plus reculées de sa formation, la nébuleuse contenait évidemment la totalité de la matière pondérable de notre système. Elle possédait, en outre, à ïétat d'énergie potentielle, une énorme provision de forces mtéricures, à savoir : la somme des forces vives que la gravitation pouvait communiquera ses diverses parties en les ramenant de cet état initial d'excessive raréfaction à l'état llnal du maximum de condensation, et de plus toute la force représentée par les affinités chimiques de ses éléments constituants nécessairement dissociés. A quoi cette énorme provision de force mécanique et chimique a-t-elle été employée? Qu'en reste-t-il actuellement à notre système planétaire? Quelles translormatious finales la provision actuelle de forces et la constitution de notre système doivent-elles subir? Telles sont les questions dont la science se préoccupe et dont elle est en mesure de iburnir la solution.

Pendant le travail de condensation, la gravitation a communiqué de la ibrce vive aux éléments de cette masse nébuleuse; une portion graduellement croissante de l'énergie mécanique potentielle du système est passée à l'état de force vive ou d'énergie mécanique actuelle. Les frottements et les chocs incessants de ces éléments animés de mouvements de translation ont anéanti leurs forces vives et les ont converties en chaleur. A mesure donc que la condensation a fait des progrès, la réserve d'énergie mécanique s'est graduellement affaiblie, et la quantité d'énergie calorifique du système a augmenté. Cette production de chaleur a sans doute puissamment contribué à enrayer le mouvement de condensation. Mais, sous forme de rayoïmement, cette chaleur s'est dissipée dans les espaces environnants, et les progrès de la condensation ont seulement été ralentis.

Par le seul fait de la condensation, notre système a donc perdu, en énergie ou jorce mécanique, Y équivalent de la quantité de chaleur que, par rayonnement, il a cédée aux espaces environnants. Mais cette Ïoxcq, perdue pour notre système, ne l'est pas pour l'univers entier. Échappée de notre patrie solaire par rayonnement, elle rayonne encore chaque jour dans les profondeurs des espaces slellaires.

On peut calculer l'énergie mécanique potentielle que la gravitation entretient dans notre système, et la force vive des mouvements du soleil, des planètes et de

286 MOUVEMENC.

leurs satellites. On évalue ainsi la somme d'énergie mécanique que possèdeactuellement notre système. Ou peut encore calculer le travail effectué par lu gravitation et, par suite, la quantité d'énergie potentielle mécanique dépensée, pour ramener la masse entière de lu nébuleuse de l'état d'expension où sa densité était négligeable, à un état de concentration tel, qu'elle tiendrait tout entière dans l'espace actuellement occupé par le soleil. La différence de ces deux quantités d'énergie mécanique est la quimtité de force mécanique qui a été dépensée, transformée en cbaleur, pour constituer notre système actuel avec les éléments constituants de la nébuleuse mère, et que le rayonnement a fait perdre à ce système.

Il résulte de ce calcul que la force mécanique actuelle de notre système n'est plus que ■— de la provision originelle de lorce mécanique de la nébuleuse mère. Le reste, transformé en ciuileur, s'ist dispersé dans les espaces steilaires. La quantité de fnrce mécmique ainsi perdue depuis l'origine de la nébuleuse est tellement con.-idérable, que son équivalent calorifique sulfnait pour élever de- 28 millions de degrés la température d'une masse d'eau égale à la masse du soleil, des planètes et de leurs satellites.

Malgré cette énorme déjierdition, notre système planétaire possède encore uneprovision de force mécanique très-considérable, dont les considérations suivantes peuvent nous aider à nous faire une idée. Si la terre était tout à coup arrêtée dans son mouvement de circulation autour du soleil, l'équivalent calorifique de la furce vive détruite par cet arrêt serait égal à la quantité de cbaleur dégagée par la combustion d'une masse de cbarbon égale à quat07'ze fois la masse de la terre Sons cette influence, notre planète serait entièrement ioiidue, ses éléments seraient même en grande paitie vaporisés; la chaleur ainsi produite serait, eu cllet, snfiisanle poui' élever de 1121)0" la température d''une niasse d'eau égale à celle du globe terrestre. Ce n'est pas tout encore, arrêtée dans son mouvement de circulation, la terre tomberait nécessairement sur le soleil, et ce choc s'accompagnerait d'une production de cbaleur 400 fois plus considérable.

Aux époques reculées où les diverses sphères, actuellement isolées, de nôtresystème constituaient une seule masse se présentant dans l'espace sous la forme d'une nébuleuse, les aflinités des éléments dissociés formaient une puissante réserve d'énerçiie chimique à Vëtat potentiel. Mais les diverses substances ne peuvent réagir chimiquement les unes sur les autres qu'au contact apparent et dans des conditions déterminées de température. La condensation des planètes en globes isolés et incandescents et le reiroidissement de leurs surfaces ont donc dû précéder la mise en jeu de ces alfinités chimiques toujours prêtes à agir. Alors seulement les éléments, jusque-là dissociés, ont pu contracter des combinaisons; alors ont pu prendre naissance les esjièces chimiques composées, qui font partie de la croûte solide et de l'atmosphère de la terre et des diverses planètes. Ces réactions si multiples, si variées, se sont accompagnées du dégagement d'une quantité incalculable de chaleur qui s'est graduellement dissipée dans l'espace, f.onnne la réserve d'énergie méc,ini(jue, la réserve d'énergie chimique de notre système s'est donc considérablement affaiblie depuis l'origine ; mais cette réserve n'est pas épuisée, car les alfinités chimiques primitives sont encore loin d'être toutes satisfaites. 11 existe encore dans le système un grand nombre d'éléments simples qui peuvent réagir les uns sur les autres, et les combinaisons ell'ectuées n'ont pas tontes atteint le maximum de stabilité.

Séparée de la nébuleuse mère, toute planète s'est graduellement condensée en.

un globe in&mdesceiit ; les (races de cet ancien élat igné de noire terre sont nombreuses et irrécusiiblos. La texture des coucbes granitiques montre que ces roclies ont été produites par la solidification de matières en fusion. Les galeries, de mines, les trous de sonde et les pnits artésiens ont permis d'étudier les lois de la distribution de la température dans les coucbes du sol. L'observalion montre que, dans toutes les régions de la terre, il existe, au-dessous de la surface du sol, une couche dont la température se maintient invariable et égale à la, température moyenne du Heu. A partir de cette coucbe, la température du sol croît a\ec la profondeiu"; l'accroissement est de un degré par trente mètres. 11 résulte de cette loi qu'à une profondeur de 75 kilomètres nos rocbes les plus réfractaires entreraient en fusion. Les laves incandescentes vomies par les volcans ne sont que des matières en fusion ramenées des profondeurs du globe à la surface du sol.

A l'époque actuelle, la teire est donc un globe de matière en fusion, de 6300 kilomètres de rayon, enfeimé dans une enveloppe refroidie et solidifiée dont l'épaisseur ne dépasse pas 75 kilomètres. L'énorme quantité de chaleur localisée dans ce noyau incandescent est l'équivalent caloriii(iue d'une partie de l'énergie mécani(|ue de la planète au moment de sa sépar alion de la nébuleuse mère. Or quel(|ue minime que soit son épaisseur, la croûte solide de la terre est douée d'une si faible conductibilité, que, d'après les beaux Iravaux de Fourier, l'inlluence delà chaleur centrale sur la température de la surface est à peine deun trentième de degré centigrade. Ces faits nous révèlent l'existence d'une quantité énorme de force enfouie dans les entrailles de la terre, qui se manifeste dans les éruptions volcaniques, que l'homme n'est pas parvenu à utiliser, et dont le rôle dans les phénomènes que nous observons journellement est négligeable.

La radiation solaire est, en réalité, la source à peu près exclusive de toute activité à la surface de la terre. Par cela seid qu'il échauffe inégalement les diverses régions du globe, le soleil produit, dans l'atmospbère, ces courants, d'air, ces vents qui trop souvent jouent le rôle de fléaux dévastateurs, et que l'homme a su utiliser comme forces motrices. Aux environs de l'équateur, des masses considérables d'air suréchauffées au contact du sol sont empoitées par uu courant ascendant jusqu'aux dernières limites de l'atmosphère, d'oii elles se déversent vers les régions polaires ; en même temps des courants inférieurs et de sens contraire poussent vers l'équateur l'air froid des pôles et entretiennent, dans les régions intertropicales, ces vents constants et de direction déterminée qui, sous le nom d'alizés, rendent de si grands services aux navigateurs. L'océan. est sillonné par de vastes courants d'eau dont rori;iine est la même. Pendant que le Guli-stream déverse les eaux chaudes de la mer des Antilles veis les côtes de l'Europe centrale et contribue puissamment à l'amélioration du climat et à la fécondité de ces contrées, des courants partis des régions polaires poussent jusqu'à Terre-Neuve des masses considérables de glaces et d'eaux froides. L'influence de ces courants polaires est nettement traduite par la différence des températures moyennes d'Halifax et de Bordeaux dont la latitude est sensiblement la môme ; la température moyenne d'Halifax (44** 59' de latitude) est seulement de 6", 2, tandis que celle de Bordeaux (44o 50' de latitude) s'élève à 15", 9. Des masses considérables de vapeurs fournies par les eaux de l'océan s'élèvent dans l'atmosjthère, se refroidissent, se résolvent en brouillards et en nuages, retombent sur le sol et sur les flancs des montagnes sous forme de pluies

et de neiges. Ainsi sont entretenus les sources, les ruisseaux, les rivières, les fleuves qui ramènent à l'océan les eaux que lui enlève incessamment l'évaporatiou. Ces cours d'eau sont des sources inépuisables de richesse pour les contrées qu'ils traversent; ils fournissent de précieux moteurs à l'industrie; utilisés par' les agriculteurs comme moyens d'irrigation, ils charrient les débris des loclies rongées par les |iluies et forment des limons qui renouvellent la terre arable et cnliclienncnt partout la fécondité du sol.

Le rôle de la radiation solaire dans l'entretien de l'activité du monde organisé n'est pas moins considérable.

Par ses racines et par ses feuilles, la plante emprunte au sol et à l'atmosplière tous les matériaux nécessaires à la constitution de ses tissus et à son développement. Elle se nourrit d'un petit nombre de substances minérales incombustibles, parmi lesquelles nous devons mettre en première ligne l'eau et l'acide carbonique. Le végétal dissocie ces matériaux, engage leurs éléments dans une série de combinaisons graduellement plus complexes et plus instables, fabrique de toutes pièces des substances org^nnques. combustibles. L'animal, à son tour, se nourrit de ces matières organiques combustibles, préparées par le végétal, les hrûle dans les profondeurs de ses tissus, les ramène à leur forme minérale primitive et les rend au monde extérieiu-.

Lavoisier avait parfaitement compris toute l'étendue et toute l'importance de ces rapports du règne organique et du règne animal ; ses vues à ce sujet sont consignées dans le programme d'un prix proposé pour 1794, par l'Académie des sciences {Histoire de l'Académie des sciences, 1789, p. 24). « Les végétaux, dit-il, puisent dans l'air qui les environne, dans l'eau et en général dans le règne minéral, les matériaux nécessaires à leur organisation. Les animaux se nourrissent ou de végétaux ou d'autres animaux, qui ont été eux-mêmes nourris de végétaux; en sorte que les matériaux dont ils sont formés sont toujours, en dernier résultat, tirés de l'air et du règne minéral, l'ar (juels procédés la nature opére-t-elle cette circulation entre les trois règnes? comment parvient-elle à former des substances fermentescibles, combustibles * et putrescibles avec des matériaux qui n'ont aucune de ces propriétés? La cause et le mode de ces phénomènes ont été jusqu'à présent enveloppés d'un voile presque impénétrable. On entrevoit cependant que, puisque la putréfaction et la conibustion sont les moyens que la nature emploie pour rendre au règne minéral les matériaux qu'elle en a tires pour former des végétaux et des animaux, la végétation el l'animalisation doivent être des opérations inverses de la combustion et de la putréfaction. »

Si, après un siècle d'efiorts incessants, la science n'a pas encore Joiirni la solution complète du grand problème si nettement posé et si magistralement défini par Lavoisier, elle a du moins fait connaître la source où le végétal puise la force dont il dispose pour labriquer ses tissus propres avec un petit nombre d'éléments purement minéraux .

La radiation solaire absorbée par les parties vertes fournit à la plante la force nécessaire pour eflèctuer ce travail intérieur de tranformation des matières minérales en matières organifjucs. Toute la force vive de la radiation solaire absorbée se retrouve donc, h. Y état potentiel et sous forme iV affinités chimiques, dans les

* « Il est très-remarquable que les substances minérales combustibles se trouvent le plus sauvent brûlées, ou au moins engagées dans des combinaisons où elles sont peu combustibles, el que les végétaux les séparent et les appropiient pour former leurs maliires in/knnmablcs. » (Cette note si remarquable est aussi de Lavoisier.)

matériaux alimentaires combustibles préparés pour l'animal. Lors donc qu'il brûle, dans le torrent circulatoire, ces éléments nutritifs, l'animal ne fait que transformer en chaleur la quantité de force vive empruntée par la plante à la radiation solaire, et nous savons que la clialeur ainsi produite est la source de toute la force dont l'animal dispose pour l'accomplissement de ses fonctions et pour son action sur le monde extérieur.

« Amsi,ditM. Helmlioltz, le vaste ensemble des phénomènes météorologiques, climatériquGS, géologiques et organiques qui se renouvelle constamment sur notre globe est causé et entretenu par la lumière et la chaleur du soleil; c'est là un exemple frappant de l'activité protéique d'une seule cause dans les innombrables circonstances spéciales de la nature. »

Dans son beau mémoire sur la chaleur solaire (Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences, 1838, t. VU, p. 24), Pouillet a fourni imo évalualion très-exacte de la quantité de chaleur que le soleil envoie annuellement à la terre et de la quantité totale de chaleur que cet astre rayonne annuellement vers les espaces célestes. 11 résulte de ses expériences que la quantité de chaleur envoyée annuellement à la terre par le soleil est suffisante pour fondre une couclie de glace de 31 mètres d'épaisseur qui recouvrirait complètement la surface de la planète ; les six dixièmes de cette chaleur parvieiment jusqu'au sol; les quatre dixièmes restants sont absorbés par l'atmosphère. Ces résultats expérimentaux lui ont permis de calculer que la quantité totale de chaleur émise par le soleil et rayonnée dans l'espace, dans le cours d'une année, est suffisante pour fondre une couche de glace de 1552 lieues d'épaisseur appliquée sur la surface de l'astre. Dans l'hypothèse où la chaleur spécifique du soleil serait égale à celle de l'eau et où la température serait la même entons les points de la masse de l'astre, sous l'influence de cette énorme déperdition de chaleur, la température moyenne du globe solaire devrait s'abaisser de i°,5 en une année, u Ce n'est là, dit M. Yerdet (Œuvres complètes, t. VIII, p. 257), qu'une limite inférieure. La surface rayonnante du soleil est probablement en effet formée de corps simples, non combinés, incandescents, et si l'on excepte l'hydrogène, ils ont tous une chaleur spécifique moindre que celle de l'eau : c'est du moins certain pour tous les corps que nous connaissons, et par suite très-probable pour les corps qui nous sont encore inconnus. D'autre part, il n'est pas probable que la conductibilité du soleil soit infinie, et la température de la surface doit s'abaisser plus que celle de l'intérieur. La température du soleil devrait donc éprouver en [leu de temps une diminution bien considérable, si aucune cause ne venait compenser ses pertes incessantes. »

Les observations de géographie botanique consignées dans notre article Atmosphère ont permis d'établir que, depuis 4000 ans, les climats des diverses parties du globe n'ont pas sensiblement changé et que, par suite, l'intensité de la radiation solaire ne s'est pas affaiblie d'une manière appréciable. Cependant» dans le cours de cette longue période qui nous ramène aux temps historiques les plus reculés, la température de l'astre aurait dû s'abaisser de 6000 degrés centigrades; il n'est pas admissible que 6000 degrés ne représentent qu'une fraction néijligeable de la température du soleil. Comment le soleil répare-t-il ses portos incessantes et maintient-il invariable l'énergie calorifique de sa radiation? Telle est la question que se sont posée les physiciens modernes.

Nous nous contenterons de mentionner ici deux hypothèses, aujourd'hui abandonnées, proposées l'une par Mayer, l'autre par Thomson.

DicT. EKc. r s. X. 19

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Ces deux éminents physiciens admi;ttaient (\ue le maintien de la température du soleil est le résultat de la chaleur développée par une chute incessante de matière à la surface de l'astre ; Mayer expliquait le phénomène par une pluie continuelle de corps météoriques, d'astéroïdes, placés d'abord à une Irès-grande distance du soleil et que la gravitation en rapprocherait avec une vitesse croissante; pour Thomson, la majeure partie delà matière ainsi incorporée serait fournie par cette masse de matière cosmique qui forme comme une lentille autour du soleil et à laquelle est due la lumière zodiacale. La chaleur dévelop;;('e parla chute de matières cosmiques contribue très-probablement à la répnratimi des pertes du soleil; les hypothèses de Mayer et de Thomson ne doivent donc pas être complètement rejetées, mais elles ne fournissent pas l'explication complète du phénomène. Une idée extrêmement remarquable développée par M. Helmhollz a fixé la science sur la nature de la cause la plus puissante du maintien de l'énergie calorifique de la radiation solaire.

Sans recourir h une hypothèse nouvelle, M. Helniholtz considère que le mouvement de concentration de la nébuleuse mère de notre système ne s'est pas arrêté et se continue dans la masse solaire. Dès lors, à mesure qu'il éprouve une perte incessante de chaleur par le rayonnement de sa surface, le soleil diminue de volume. Dans cette concentration, les molécules de toute la masse se rapproclient les unes des autres et du centre, en obéissant à la gravitation; leurs forces vives sont détruites par des frottements et des chocs réciproques et se transforment en une quantité équivalente de chaleur libre qui compense la chaleur enlevée parle rayonnement. M. llelmholtz a calculé que, pour réparer les pertes de chaleur provenant d'un rayonnement qui aurait diu'é vingt siècles, il suffirait d'un mouvement de concentration qui aurait entraùié une diminution du diamètre apparent du soleil de 55 cent millièmes de seconde. Quelque perfectionnés que soient les moyens de mesure dont disposent les astronomes, une diminution de cet ordre est complètement inappréciable.

Les planètes ne décrivent pas autour du soleil des courbes parfaitement régulières; leurs trajectoires présentent des inégalités (jui ont beaucoup préoccupé les astronomes et qui sont les conséquences nécessaires de leurs actions réciproques. JVewton croyait que la constitution du système planétaire ne réalise pas les conditions d'une complète stabilité. Cette pensée se trouve développée dans le passage suivant de sou optique : « Ces inégalités, à peine remarquables, qui peuvent provenir de l'action mutuelle des planètes , deviendront probablement plus grandes dans la suite des temps, jusqu'à ce qu'enfin ce système ait besoin d'être remis en ordre par son auteur. » Leibnitz, dans sa querelle avec Newton sur l'invention du calcul infinitésimal, critiqua vivement l'intervention de la divinité pour remettre en ordre le système solaire. « C'est, dit-il, avoir des idées bieu étroites de la sagesse et de la puissance de Dieu, d Laplaco mit fin à toutes ces controverses, en prouvant, dans sa mécanique céleste, que les inégalités observées sont les résultats de simples oscillations périodiques dont il détermina les limites extrêmes. Il fut admis, depuis cette époque, que la stabilité du système •résulte des lois des forces mécaniques qui ont présidé à sa formation el qu'elle est assurée pour l'éternité. Mais cette démonstration repose sur deux hypothèses; Laplace admet que les espaces planétaires sont absolument vides de tout milieu résistant, et que le soleil et les planètes sont des corps solides.

Jusqu'ici les observations astronomiques les plus précises n'ont rien signale -dans la marche des planètes qui accuse nettement l'existence d'un milieu résis-

tant. 11 n'en est pas de même si nous fixons notre attention sur les comètes ; en raison de l'excessive ténuité des matières qui les composent, ces astres errants peuvent traduire l'existence d'une cause perturbatrice assez faible pour n'exercer aucune influence appréciable sur les masses considérables des planètes. Ou savait, depuis longtemps que le mouvement de circulation autour du soleil de la comète périodique d'Encke, dont l'orbite est extrêmement allongée, éprouve une accélération séculaire de 15 heures 5 minutes 50 secondes. En 1861, M. Axel Mœller constata que les éléments du mouvement de la comète découverte en 1 8 io par M. Faye et dont l'orbite presque circulaire, tout entière située au delà de l'orbite de Mars, dépasse très-peu celle de Jupiter, éprouvent une double modification : une accélération et une variation de l'excentricité. Ces phénomènes s'accordent paiTaitemtnt avec l'existence d'un milieu dont la résistance aurait pour effet de rétrécir graduellement les orbites des comètes et de rapprocber ces astres du soleil sur lequel ils finiraient par se précipiter. Ces faits et l'action réciproque, aujourd'hui bien établie, de l'éiher et de la matière pondérable, permettent d attribuer à ce fluide universellement répandu le rôle de milieu résistant. Son influence sur les éléments des mouvements planétaires est sans doute de même nature, mais assez faible pour que les perturbations éprouvées depuis que l'astronomie est en possession de bonnes séries d'observations, échappent à nos moYcns de mensuration.

Mais le soleil et les planètes ne peuvent pas être considérés comme des, globes solides, et l'un peut facilement démontrer que la fluidité du noyau intérieur et l'existence déniasses liquides considérables à la surface d'une planète ne sauraient être négligées dans la question de la stabilité du système.

La surlace des eaux de l'Océan n'est pas immobile. Indépendamment des ondulations plus ou moins fortes que lui impriment les vents, on sait qu'eu chaque point de leur étendue, les eaux de l'Océan s'élèvent et s'abaissent périodiquement sous la double action de la lune et du soleil, en effectuant , dans l'espace d'un peu plus de 12 heures, une oscillation complète composéed'une oscillation ascendante et d'une oscillation descendante. Ce phénomène constitue ce quel'ou nomme les marées; l'oscillation ascendante prend le nom de flux et la descendante celui de reflux. Comme d'ailleurs, le point culminant de la marée montante est constamment situé à l'est de la lune, les eaux de l'Océan jouent le rôle d'un vaste frein appliqué à la surface de la terre et entraîné en sens inverse du mouvement de rotation de la planète. Les mouvements de flux et de reflux de la mer, comme d'ailleurs ceux de l'atmosphère, sont nécessairement accompagnés de frottement; le frottement détruit de la force vive, et cette perte ne peut affecter que la force vive des mouvements de la planète. Cette consommation de force vive s'accompagne, il est vrai, de la production d'une quantité équivalente de chaleur, mais le rayonnement dissipe dans l'espace la majeure partie de la chaleur ainsi dégagée, et c'est autant de perdu pour la terre. « La conséquence inévitable de ces faits, dit M. Helndiollz, c'est que le flux et le reflux consomment avec une lenteur infinie, mais avec certitude, une partie de la provision mécanique du système, et par suite la rotation de la planète doit se ralentir : cette planète, ainsi que son satellite, doit donc se rapprocher du soleil. » llàtons-nous d'ajouter que ces changements s'effectuent avec une lenteur extraordinaire. Prenant, en effet, les résultats des observations astronomiques d'Hip})arque pour base de ses calculs, Laplace a démontré que, depuis 2 000 ans, la durée du j'oitr sidéralnaupas varié d'un centième de seconde.

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Quoiqu'il en soit, il demeure établi que l'énergie mécanique de notre système planétaire s'affaiblit tous les jours, en se transformant en une quantité équivalente de chaleurqui ne peut pas repasser tout entière à l'état de force mécanique, et qui, d'ailleurs, se dissipe graduellement dans l'espace.

11 existe évidemment encore dans le système un très-grand nombre de corps susceptibles d'entrer en combinaison ; mais la ch.ileur produite par leurs réactions réciproques ne peut que partiellement se transformer en énergie mécanique. Par suite, à cbaque nouvelle réaction chimique correspond nécessairement uue portion déterminée d'énergie potentielle qui, sous forme de chaleur sensible, est rayonnée vers l'espace et constitue une nouvelle perle pour le système.

iNotre monde solaire s'achemine donc d'une marche excessivement lente, mais progressive et continue, vers un état définilif tel, que le soleil, les planètes et leur cortège de satellites ne formeront plus qu'une seule masse; toutes les énergies actuellement en action seront transformées en chaleur; tout mouvement intérieur sera détruit dans celte masse dont les diverses parties seront en équilibre de température. Toute activité s'éteindra aussi bien dans le règne minéral que dans le règne organique, le système entrera et persistera indéfiniment dans une ère de lepos absolu.

M Si, dit M. Helmholtz, les immenses provisions de force de notre système planétaire sont telles, que le rayonnement continuel n'a pu les diminuer d'une quantité sensible depuis les temps historiques ; s'il est impossible de calculer le temps qui doit encore s'écouler avant que cette diminution soit obser\able et apporte un changement visible dans l'équilibre du système solaire, il n'en est pas moins vrai que, suivant les lois immuables de la mécanique, ces provisions de force ne peuvent jamais éprouver que des pertes et non des augmentations, et doivent finir par s'épuiser.

« Faut-il nous en effrayer? L'homme mesure la grandeur et la sagesse de l'Univers à la durée et au bien-être promis à sa race; mais l'histoire du passé de notre globe montre que l'existence de la race humaine n'est qu'un moment imperceptible dans la durée de ce passé. Un vase d'argile du Vandale, un glaive du Romain, tout ce que nous retrouvons dans le sol nous représente une antiquité reculée ; les restes de l'Egypte et de l'Assyrie, conservés dans les musées de l'Europe, sollicitent notre admiration silencieuse, et quelquefois il nous arrive de douter des témoignagnes de ces époques si reculées de nous ! Cependant, avant que la race humaine ait pu élever les Pyramides et Ninive, elle doit avoir pu vivre et se multiplier pendant des milliers d'années.

On porte à 6 000 ans l'âge de l'humanité* : combien ce chiffre est petit auprès des siècles pendant lesquels ont vécu ces longues séries de plantes luxuriantes et d'animaux gigantesques, morts avant l'apparition de l'homme; des siècles qui ont vu verdir le succin distillant sur la terre, et dans la mer sa précieuse gomme; qui ont vu la Sibérie, l'Europe et lenoi'd de l'Amérique couverts de forêts de palmiers, habitées par les crocodiles et plus tard par les éléphants, dont les restes sont enfouis sous nos pieds ! Plus d'un géologue a cherché à évaluer ces périodes au moyen de différents points de repère : leurs résultats sont compris entre un et neuf millions d'années.

* Très-certainement l'iiomme existait déjà aux premiers temps de l'époque quaternaire ; son apparition date très-probablement de l'époque ternaire. Les découvertes les plus récentes de la science prouvent que celte évaluation de 6000 ans est beaucoup trop faible, mais elles ne portent aucune atieinte à la parlaite exactitude des considérations développées par M. Helmholtz.

MOUZAÏA-LES-MINES (eau minébale de). 295

« Et cependant le temps pendant lequel la terre a produit des êtres vivants est encore bien petit, comparé au temps pendant lequel ce n'était qu'un globe de pierre fondue. Son refroidissement depuis 2 000 jusqu'à 200 degrés n'aurait pas exigé moins de 350 millions d'années, si l'on prend pour base les expériences de BiscHOF sur le refroidissement du basalte fondu.

« Quant au temps où notre globe nébuleux s'est condensé et distribué dans l'espace planétaire, il impose silence à nos conjectures les plus hardies.

« Ainsi l'histoire de notre orgueilleuse humanité n'est qu'ime petite ride dans l'océan des temps. L'état actuel de la nature inorganique paraît assuré pour des séries de siècles beaucoup plus longues que notre race n'a encore existé, de sorte que nous n'avons rien à craindre ni pour nous, ni pour une longue suite de générations après nous.

« Mais les mêmes forces de l'air, de l'eau, des volcans, qui ont causé les anciennes révolutions géologiques et^qui ont enfoui de nombreuses existences les unes après les autres, ces mêmes forces agissent encore. Elles pourraient fort bien amener le dernier jour de la race humaine avant l'arrivée des changements cosmiques dont nous avons parlé ; elles pourraient nous forcer à céder la place à des créatures plus parfaites, comme nous avons pris celle du mammouth et du crocodile.

« Ainsi le même fil que les rêveurs du mouvement perpétuel ont commencé à filer dans l'obscurité, nous a conduit à un principe imiversel qui illumine jusqu'au fond l'abîme où se cachaient le commencement et le dénouement de l'histoire de l'Univers. Il montre à notre race une longue durée, mais non l'éternité ; il nous avertit d'un jour fatal, le jour du jugement ; mais heureusement, il garde le secret de sa date. La race entière, aussi bien que chaque individu, doit apprendre à supporter la pensée de sa mort ; toutefois notre race a, sur les créatures qui nous ont précédés, l'avantage d'une mission morale plus élevée qu'elle doit supporter et accomplir pour parvenir à sa destinée. » J. Gavarret.

MOUVEMEI^T (Physiologie). Voy. Elastique (tissu), Erectile (tissu), Locomotion, Muscles. D.

MOUVEMEIXT (Appareils mécaniques de). Les appareils de mouvement sont ceux qui sont destinés à rétablir ou à rendre plus faciles et plus complets les mouvements empêchés ou gênés d'une partie. 11 en est question aux articles Coude, Épaule, Genou, Hanche, Redressement, Rachis, etc. D.

inoiJZAiA.-LES-]nil\^ES (Eau minérale de) protothermale, sulfatée sadique moyenne, bicarbonatée ferrugineuse faible, carbonique forte, dans la province et à 80 kilomètres d'Alger, derrière la plaine de la Mitidja, au pied du versant méridional du mont Atlas, entre les gorges orientales si tourmentées de la Chiffa et les ravins occidentaux du T^uiia de Mouzaia, sur la rive droite du torrent l'Oued Mouzaïa et à deux kilomètres au-dessus du plateau oij a été bâti le petit village de Monzaïa-les-Mines, dans lequel s'exploitent des minerais de cuivre gris, émerge par deux griffons distants de cinquante centimètres, delà base d'un rocher marneux apparten;int au terrain tertiaire, la source de Mouzaïa-les-Mines, connue des Arabes sous le nom de Ain-el-Baroud (fontaine de la Poudre).

L'oiigine de cette source est à l'intersection de deux fissures, donnant naissance à chacun des griffons de l'Ain-el-Baroud, dont les eaux sont reçues dans

294 MOUZAÏÂ-LES-MINES (eau minérale de).

deux petits bassins creusés en partie dans le rocher lui-même, et en partie formés par des pierres taillées et enduites de ciment. Pour arriver à l'Ain-el-Baroud, il faut, du hameau de Mouzaïa-les-Mines, descendre une pente rapide, traverser un plan de lauriers-roses qui croissent dans le lit de lOued-Mouzaïa, suivre un petit sentier bien ombragé qui, pendant les deux tiers de son parcours, longe le canal conduisant à l'usine l'eau pour sa force motrice; soixante mètres à peine séparent l'origine de la source de la prise d'eau qui alimente la machine à vapeur de Mouza'ia-les-Wines. Les deux bassins, où sont reçues les eaux de l'Âin-el-Baroud, sont plus élevés de cinquante centimètres que le lit du torrent pendant les temps de sécheresse ; mais bassins et gnflbns sont recouverts par ses eaux pendant la saison des pluies et des orages. La découverte de l'Ain-el-Baroud a été laite en 1851, par M. l'ingénieur des mines, Pouzols, qui commença, à cette époque, les premiers aménagements de la source de Mouzaia.

L'eau de TAin-elBaroud, puisée au-dessus de son déversoir, est transparente, claire et limpide ; elle n'a aucune odeur; sa saveur est piquante, aigrelette, mais surtout lixivielle, ferrugineuse et peut être légèrement métallique à l'arrièregoût. Elle rougit promptement le papier de tournesol, qui reprend vite à l'air sa coloration première ; des bulles gazeuses ne semblent pas la traverser et pourtant des perles brillantes, assez nombreuses et assez grosses, viennent immédiatement s'attacher aux parois internes des vases avec lesquels on le puise; sa température n'est pas identique, elle varie de 14i" à 21° centigrade; son débit n'est pas constant non plus ; il oscille entre 5,960 et 3,670 litres en 24 heures. Ces deux dernières remarques ont fait penser avec raison que l'eau de l'Ain-el-Baroud n'émerge qu'après avoir été mélangée avec de l'eau douce et froide, et qu'un captage méthodique la rendrait beaucoup plus chaude et beaucoup plus stable dans sa composition élémentaire. Sa densité est de 1,0025. Nous allons rapporter ici les deux analyses de l'eau de l'Ain-el-Baroud faites au mois de mai 1854 par M. de Marigny au laboratoire des mines, à Alger, et, dans le mois de novembre 1855, par M. E. Millon, pharmacien principal de l'armée, chef du laboratoire central d'Alger. Ces deux chimistes ont trouvé dans 1000 grammes de cette eau les principes qui suivent :

HE MARIGNV. MILLON.

Sulfate de soucie 0,67272 1,204

— magnésie 0,(i5570 »

— chaux 0,04895 »

CarLonale de soude 0,52241 0,662 j à rétat

— chaux 0.27600 0,542 de biear-

— magnésie 0,15390 0.181 ' bonates.

— oxyde de fer 0,01000 0,007 à 0,0015

— aiumine 0,00600 traces.

Chlorure de sodium 0,06111 0,099

Acide sUic.ique 0,02600 0,023

Total des matières fixes 1,81079 2,518

Gaz acide carbonique libre indéterminé, indéterminé.

Mode d'administbation et doses. Les ouvriers de l'usine oià l'on traite le minerai <ie cuivre et les mineurs sont ceux qui emploient le plus souvent l'eau de l'Ain-el-Baroud pour couper leurs boissons. Us trouvent à cet usage un double avantage ; ils apprécient beaucoup d'abord la température relativement basse, surtout pendant les grandes chaleurs, de l'eau de Mouzaïa, qui, en second lieu, contient assez de gaz acide carbonique libre et combiné pour qu'un moyeu mécanique soit rtécessaire pour maintenir le bouchon des bouteilles. Cette dernière propriété rend les boissons piquantes, agréables ; ces eaux sont apérilives et, jusqu'à un cer-