ARTS MÉCANIQUES

Arts qui utilisent plus spécialement des connaissances cosmologiques.

131 GLASSIFICATlOir DES SCIEttCES

Ces disUnctioas faites, considérons l'objet de la science abstraite, c'est-à-dire de la physique.

Tous les phénomènes sont des états de conscience. Les sons et les bruits, la lumière et les couleurs, le chaud et le froid sont des sensations ; leur étude appartient donc à la psychologie. Ces sensations se produisent lorsque les terminaisons sensorielles et sènsitives sont excitées d'une certaine manière. L'étude des organes et des conditions dans lesquelles ils peuvent être excités appartient à la physiologie. Ce qui est du domaine de la physique, ce sont les agents extérieurs, susceptibles d'exciter les terminaisons nerveuses, mais non pas comme tels, car pour le physicien, il y a du son même quand il n'y a pas d*oreille pour l'entendre, de la lumière même si nul œil ne la voit, de la chaleur, même là où il n'y a nul être qui ait chaud ou froid. L'une des difQcuités qu'il rencontre est d'exclure de son étude ce qui, dans les phénomènes sensibles, doit être attribué à nos organes et est physiologique, et ce qui est propre à notre faculté de sentir et est psychologique. Cette analyse est loin d'être achevée. Comme c'est à titre de sensations que le son, la lumière, la chaleur sont connus, c'est lentement et avec effort que Tesprit parvient à la notion abstraite des agents physiques ; et dans Tétat actuel de la science, l'acoustique, l'optique, la thermique sont encore imparfaitement distinguées de la physiologie et de la psychologie. .

1. — Ainsi, c'est dans les traités de physique qu'on enseigne et qu'on prouve que les sensations auditives sont produites par des vibrations de corps élastiques, que l'intensité d'un son homogène dépend de l'amplitude des ondes, que leur fréquence en détermine la hauteur, que le timbre est dû aux harmoniques, autrement dit à la forme des ondes. Ces vérités et ces expériences appartiennent à la physiologie. Helmholtz a exposé sa découverte de l'explication du timbre dans un traité qui porte très justement le titre de Théorie physiologique de la musique. Il ne s'agit pas de la propriété qu'ont les corps élastiques d'entrer en vibration d'une manière déterminée, mais de la propriété qu'a le nerf auditif d'être excité par ces vibrations. Les recherches de Savart, de Despretz, de Marloye sur

GOSMOLOGIB. i3S

les limites des sons perceptibles sont des expériences de psycho-physiologie. Elles ont. révélé que les vibrations, pour être perçues, doivent avoir une amplitude minima, et que cette amplitude est plus grande pour les vibrations très lentes ou très rapides ; elles se rapportent donc à la détermination du seuil des sensations conscientes.

Assurément la musique n'est pas une branche de la physique. Sous le nom de Théorie physique de la gamme^ dans tous les traités d'acoustique, on établit cette loi fondamentale.: l'oreille n'est agréablement affectée par des sons homogènes, successifs ou simultanés, qu'autant qu'il existe un rapport simple entre leurs nombres de vibrations dans le même temps, loi sur laquelle repose toute la science musicale. C'est là une théorie du plaisir et de la peine, en tant que ces émotions accompagnent des sensations auditives ; c'est donc en réalité un chapitre de psychologie.

La fréquence, l'amplitude, la forme des vibrations qu'exécute un corps donné dépend de diverses conditions relatives à ce corps ; déterminer ces conditions, c'est faire de la physique. Mais, dans cette détermination, on ne se préoccupe pas si ces vibrations sont perceptibles ou non pour l'oreille humaine ni pour une oreille quelconque. Par conséquent, elles peuvent bien n'être pas des sons ; en tant que phénomènes physiques, elles ne sont pas des sons, mais seulement des vibrations. Le physicien cherche comment la nature des vibrations (fréquence, amplitude, forme) est déterminée par les diverses propriétés des corps vibrants, comment les ondes se comportent à l'égard des obstacles et des milieux, comment elles se réfléchissent, se réfractent, interfèrent, etc. Mais il devient physiologiste dès qu'il tient compte de l'excitation de l'organe auditif par ces vibrations, et il devient psychologue s'il s'occupe des sensations produites par cette excitation, c'est-à-dire des sons.

2. — Toute la science de la chaleur repose sur la thermométrie, et la thermométrie repose à son tour sur cette loi : tous les corps se dilatent sous l'influence de la chaleur. Mais qu'entend-on par ces mots : sous finfluence de la chaleur? Ils paraissent clairs parce qu'ils nous suggèrent immédiatement des faits de commune expérience. Soumettre un corps à l'influence de la chaleur, c'est, par exemple, Texposer aux rayons du soleil ou à la flamme d'un foyer. On veut dire au fond ceci : tout corps présente un accroissement de volume

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dans tous les cas où, à sa place, nous éprouTerions» nous, «ne sensation de plus grande chaleur ou de moindre froid ; il présente une diminution de volume dans le cas contraire.

Nous ne pouvons percevoir le chaud et le froid qu'entre des limites assez resserrées ; les corps continuent à se dilater ou à se contracter sous Tinfluence de chaleurs et de froids auxquels nous ne pouvons soumettre nos organes. L'expérience montre aussi que, dans les mêmes conditions extérieures, nous n'éprouvons pas toujours les mêmes sensations de chaud et de froid, tandis qu'un même corps, dans les mêmes conditions, subit des variations de volume identiques ^ Enfin nos sensations de chaud et de froid sont, pour nous, hétérogènes ; la continuité de la dilatation prouve qu'elles sont produites par un agent physique unique, variable seulement en quantité.

Le physiiûen a donc pu substituer à l'étude de phénomènes subjectifs, chaleur et froid, l'étude de phénomènes objectifs, dilatation et contraction. Toute la partie expérimentale de la thermique, calorimétrie, conduction, rayonnement, absorption, réflexion, réfraction, a pour objet de déterminer dans quelles conditions des corps s'échauffent ou se refroidissent; mais comme on mesure toujours réchauffement et le refroidissement au moyen de thermomètres, ce qu'on cherche dans tous les cas, c'est dans quelles conditions les corps se dilatent ou se contractent.

Ces variations de volume sont les effets les plus commodément observables et mesurables d'un agent physique, et c'est cet agent que les physiciens nomment chaleur. Lavoisier lui attribuait encore une existence substantielle, et inscrivait le « calorique », avec la lumière, sur la liste des corps simples. On sait aujourd'hui que la chaleur est un mouvement vibratoire des molécules des corps. Seulement, les caractères de ce mouvement ne pouvant s'expliquer entièrement par les propriétés des corps pondérables, on a été conduit à admettre Texistence d'un milieu élastique pénétrant tous les corps, répandu dans les espaces célestes, et dans tous les espaces que nous appelons vides. Ce milieu est impondérable : peut-être est-il absolument indifférent à l'attraction newtonienne; peut-être a-t-il des phénomènes d'attraction qui échappent, à cause de sa faible den-

(1) Pourtant les thermomètres varient après la fabrication. En général le zéro baisse.