PRINCIPES FONDAMENTAUX

« De toutes les formes sous lesquelles se manifeste le progrès économique chez les nations civilisées, celle qui frappe le plus vivement, à cause de sa connexité intime avec les phénomènes de la production, c*est le développement incessant de la puissance de l'homme sur la nature, développement perpétuel, et qui semble devoir s'étendre au delà de toute limite assignable. Rien ne peut faire encore supposer que nous approchions du terme de nos conquêtes sur l'inconnu; jamais à aucune époque les notions acquises sur la matière et les lois physiques ne se sont étendues plus rapidement et dans plus de directions à la fois, et il nous arrive si fréquemment d'entrevoir des horizons inexplorés, que nous pouvons véritablement admettre que notre connaissance de la nature est encore dans l'enfance. » — Mill.

La théorie physique de la machine à vapeur a suivi un développement progressif, dont Tétude offre autant d'intérêt que celle des modifications successives réalisées dans les mécanismes.

Dans le fonctionnement de la machine à vapeur, on retrouve l'application de la plupart des notions et des principes les plus importants qui constituent les sciences physiques. On peut la considérer comme un appareil fort ingénieux, mais malheureusement très imparfait encore, pour transformer en énergie mécanique Pénergie calorique obtenue par la combinaison chimique d'un corps combustible avec ragent universel de combustion. Pour retrouver la source primitive de toute cette énergie ou puissance, il faut remonter bien loin en arrière du moment où elle se manifeste dans la chaudière à vapeur, et se reporter aux origines mêmes de la nature.

Quand le système solaire se fut dégagé du chaos nébu-

ire THÉORIE MÉCANIQUE DE LA CHALEUR.

leux delà création, la masse incandescente, que nous appelons aujourd'hui le soleil, constituait un vaste dépôt d'énergie calorique, qui de là, rayonnant à travers l'espace, se répandit par torrents, d'une abondance et d'une intensité infinies, sur les mondes escortant l'astre radieux. Dans les âges passés de la vie du globe, l'énergie calorique envoyée par le soleil sur la surface de la terre fut partiellement employée à produire des forêts immenses, en accumulant dans les troncs, les branches et les feuilles de leurs arbres d'énormes masses de carbone, qui précédemment existaient dans l'atmosphère, combinées avec l'oxygène, à l'état d'acide carbonique. Les grands bouleversements géologiques, qui vinrent enterrer ces forêts sous des couches superposées de terres et de roches , eurent pour résultat la formation de veines de houille, dans lesquelles s'emmagasina, pour une longue série de siècles, une prodigieuse quantité de carbone, dont l'affinité pour l'oxygène ne put se satisfaire, jusqu'à ce que la main de l'homme vînt le mettre au jour. Ainsi c'est à la chaleur et à la lumière du soleil, comme l'a fait observer George Stephenson, que nous devons cette incalculable réserve de force latente, si indispensable à l'existence de la race humaine, qui lui demande nécessaire, confortable et superflu.

Un morceau de houille jeté sur la grille d'une chaudière de machine à vapeur s'enflamme, et, en se combinant à l'oxygène, met en liberté une quantité de chaleur précisément égale à celle qu'il avait jadis empruntée au soleil et qu'il s'était assimilée pendant la croissance de l'arbre dont il faisait partie. L'énergie ainsi dégagée est transmise, par conductibilité et rayonnement, à l'eau de la chaudière, la convertit en vapeur, et sa puissance mécanique se manifeste par la transformation du liquide en gaz, malgré la pression qu'il supporte. Amené ensuite de la chaudière à la machine, le fluide devenu gazéiforme y peut agir par détente, et l'énergie calorique dont il est chargé se transforme partiellement en énergie mécanique, et produit un travail utile, en poussant l'outil dans l'usine, la locomotive sur les rails, ou le navire sur les mers.

Ainsi nous pouvons suivre, à travers ses métamorphoses, Ténergie reçue jadis du soleil et conservée dans la houille jusqu'au jour où elle est utilisée; et nous pourrions aller plus loin encore et observer comment, dans chaque cas, elle subit des transformations nouvelles et retourne le plus souvent à Pétat de chaleur.

Le changement qui s'opère dans le foyer de la machine est un phénomène chimique ; la communication de la chaleur à Peau et les effets subséquents qui accompagnent son passage à travers la machine sont des phénomènes physiques ; Pétude de quelques-uns de ces phénomènes exige des opérations mathématiques compliquées. On ne peut donc arriver à une intelligence complète des principes qui régissent le fonctionnement de la machine à vapeur qu'après avoir étudié les sciences physiques avec un soin et une exactitude suffisants pour être en état d'en formuler les lois d'une manière précise. L'étude de la philosophie de la machine à vapeur implique celles de la chimie, de la physique et aussi d'une science nouvelle, 1 énergétique ^ ; la thermodynamique, science aujourd'hui complète, est une branche de l'énergétique. Il est donc tout naturel de terminer l'étude du développement historique de la machine à vapeur, en esquissant celui des différentes sciences dont l'ensemble en constitue la philosophie, et particulièrement de la thermodynamique, science par excellence de la machine à vapeur et des autres machines thermiques.

Ces sciences, comme la machine elle-même, ont une origine antérieure à l'ère chrétienne; mais pendant bien des siècles leur développement est resté imperceptible, et c'est seulement depuis cent ans qu'elles ont enfin pris un essor soudain et rapide, et leur progrès ne s'est plus ralenti. Elles constituent maintenant un ensemble de connaissances dont l'épanouissement est complet, la base parfaitement sûre. Pourtant leur développement ne s'est nullement arrêté, pas plus que celui delà machine à vapeur ou des machines

1. Science de Vénergie. La définition exacte en est donnée plus loin.

(Note du traducteur,)

thermiques, qui les suivent pas à pas. L'étude de ces sciences dans leur état actuel laisse tout au plus apercevoir la direction de leurs progrès futurs ; mais elle permet d'affirmer qu'elles sont bien loin encore de l'état définitif qu'elles atteindront lorsqu'elles seront complètes, alors que tous les faits auront été constatés et que les lois pourront être codifiées.

Lorsque Héron vivait à Alexandrie, le grand « Muséum » était un centre important, autour duquel se réunissaient les maîtres de toutes les philosophies alors connues, de toutes les sciences alors admises, mais encore mal formées, et de toutes les branches des études techniques suffisamment développées pour comporter un enseignement systématique. Des observations astronomiques avaient été faites régulièrement et sans interruption, depuis deux mille ans, par les astronomes chaldéens ; des annales remontant à plusieurs siècles avaient été conservées à Babylone par Callisthènes et transmises à Aristote, le père de la méthode scientifique moderne. Ptolémée avait eu à sa disposition les tableaux des observations d'éclipsés des Chaldéens, comprenant une période de près de six cent cinquante ans et d'une exactitude merveilleuse *.

Longtemps avant cette époque, on pratiquait un système d'impression grossière, au moyen d'un rouleau gravé, sur de l'argile plastique, qu'on faisait cuire ensuite et dont on constituait ainsi des bibliothèques céramiques. Dans le cabinet de travail de Héron se trouvaient beaucoup de ces livres en poterie.

Cet immense musée-bibliothèque d'Alexandrie fut fondé, trois siècles avant Jésus-Christ, par Ptolémée Soter ; il fit de la grande cité égyptienne sa capitale, quand la mort de son frère, le jeune et fameux conquérant dont il donna le nom à la ville, l'appela au trône élevé par Alexandre sur les ruines de l'empire des Perses.

Embellie de tous les ornements et pourvue de tout le

i. Leur évaluation de la longueur du saros ou cycle d*éclipses — dont la durée dépasse dix-neuf ans — n'était erronée que de dix-neuf mioutes et demie. — Draper.

luxe que pouvaient lui fournir les richesses d'un monde vaincu, l'habileté, le goût et Pesprit ingénieux des peintres, sculpteurs, architectes et ingénieurs de la Grèce, Alexandrie regorgeait de merveilles ; elle était une merveille elle-même. Riche, populeuse et magnifique, elle formait la métropole de 1-univers civilisé. Le commerce, l'industrie, les beauxarts florissaient dans cette splendide demeure. La science y trouvait un temple digne d'elle dans les murs du Muséum de Ptolémée, et ses adeptes étaient accueillis et protégés par le fondateur de l'institution et ses successeurs, Philadelphe et les derniers Ptolémées.

Le Muséum d'Alexandrie fut fondé dans le but, solennellement proclamé, de réunir tous les manuscrits ayant autorité, d'encourager l'étude de la littérature et des arts, de stimuler et d'aider les recherches scientifiques, expérimentales et mathématiques. Les fondateurs des bibliothèques, écoles techniques et collèges modernes ont eu leur prototype en intelligence, en patriotisme et en libéralité dans ce premier des Ptolémées, qui fit des dépenses énormes pour l'installation de ce grand établissement et n'épargna rien pour le faire prospérer. Des agents furent envoyés dans toutes les parties du monde pour y acheter des livres. Un personnel considérable de scribes était entretenu au Muséum, occupé sans relâche à multiplier les exemplaires des ouvrages précieux et à copier pour la bibliothèque ceux qu'on ne pouvait se procurer directement.

Le corps enseignant du Muséum n'était pas moins soigneusement organisé que la direction administrative. Les quatre facultés principales, astronomie, littérature, mathématiques et médecine, étaient subdivisées en sections, consacrées aux différentes spécialités de chaque département. Les collections du Muséum étaient aussi complètes qu'avaient pu les constituer les professeurs des sciences encore imparfaites de l'époque. On y donnait des leçons sur toutes les branches des connaissances humaines et le nombre des élèves atteignit parfois le chiffre de douze ou treize mille. On évalue à sept cent mille le total des livres qui s'y trouvaient réunis, quand les barbares chefs des légions romaines

de César en brûlèrent la plus grande partie. Il y en avait quatre cent mille dans le Muséum lui-môme, qui furent tous anéantis ; le reste était dans le temple de Sérapis, et échappa, pour cette fois, à la destruction.

Le plus grand de tous les grands hommes qui vivaient à Alexandrie lors de rétablissement du Muséum était Aristote, le précepteur d'Alexandre et Tami de Ptolémée. C'est à lui que nous devons la coordination systématique des idées philosophiques de Platon et la création de la méthode inductive, origine première de toute la science moderne.

Les savants d'Alexandrie appliquèrent la méthode d'Aristote, et sur cette base solide ils élevèrent toutes les sciences alors connues et les constituèrent d'une façon si complète, que les sciences modernes n'en ont été que le simple développement.

La méthode inductive, fondement de toutes les sciences anciennes et point de départ de toutes celles constituées depuis, comporte deux opérations : en premier lieu, les phénomènes sont découverts et quantitativement déterminés; ensuite, quand un nombre suffisant de faits ont été ainsi observés et définis, ils sont groupés, et l'étude de leurs relations mutuelles conduit à la connaissanee des lois naturelles qui leur donnent naissance ou les régissent. Cette méthode si simple est la seule qui puisse faire progresser la science. C'est uniquement par elle que nous pouvons embrasser, d'une manière coordonnée et systématique, tous les phénomènes naturels qui relèvent des sciences physiques. Ce n'est qu'en appliquant la méthode et la philosophie aristotéliennes que nous pouvons espérer acquérir une connaissance scientifique exacte des phénomènes du moment présent, ou devenir capables de prévoir ceux qui se produiront plus tard. La méthode aristotélienne d'observer les faits, et de raisonner par induction en les prenant pour base, a enseigné au chimiste les propriétés des substances élémentaires connues, les caractères spécifiques quelles présentent dans des conditions données; elle lui a fait connaître les lois qui président à leurs combinaisons, les effets produits quand elles s'unissent, et lui

permet de prédire les changements et les phénomènes chimiques et physiques qui résultent nécessairement de leur contact dans telles circonstances déterminées.

C'est aussi grâce à cette méthode que le physicien a pu préciser les diverses sortes de mouvement moléculaire qui nous donnent la lumière, la chaleur ou Télectricité, ainsi que les lois et le mode suivant lesquels ces mouvements se transforment les uns dans les autres, en conservant leur énergie. C'est par ce procédé d'études que James Watt put découvrir et corriger les défauts de la machine de Newcomen; c'est la philosophie aristotélienne qui, de nos jours, enseigne à l'ingénieur la manière de construire le steamer moderne, et lui permet de prédire, avant même que la quille soit posée sur le chantier ou qu'un coup de marteau ait retenti, quel sera le poids du navire, quel chargement il pourra transporter, quelles dimensions et quelle puissance devront avoir ses machines, la quantité de charbon qu'elles consommeront chaque jour à travers l'océan, la profondeur à laquelle la coque s'enfoncera dans l'eau, et la vitesse exacte qu'atteindra le navire quand ses machines développeront leur puissance de 1,000 ou 10,000 chevaux.

C'est dans Alexandrie que cette philosophie puissante trouva, pour la première fois, un domaine pour développer son action. C'est là que Ptolémée étudiait l'astronomie et la «philosophie naturelle»; qu'Archimède s'adonnait à ces études si chères au mathématicien et à l'ingénieur ;qu'Euclide exposait à son royal élève ces éléments de géométrie, qui font loi depuis vingt-deux siècles ; qu'Ératosthène et Hipparque étudiaient et enseignaient l'astronomie, et inauguraient la méthode moderne de recherches quantitatives exactes, en prouvant la sphéricité de la terre ; que Ctésibius et Héron enfin firent leurs recherches sur la pneumatique, et leurs expériences sur les premiers embryons de la machine à vapeur et autres mécanismes moins importants.

Lor$que, sept siècles plus tard, la destruction de ce splendide établissement fut consommée par le massacre de l'illustre philosophe païenne Hypatia, que des fanatiques, plus vraiment païens qu'elle, mirent en pièces au pied de

la croix, et par la dispersion de la bibliothèque du Sérapéum, qu'avaient épargnée les soldats de César, une vraie philosophie était créée, et la méthode inductive était assez forte pour vivre et surmonter tous les obstacles qu'elle devait rencontrer dans la voie des lumières et de là civilisation. La ruine du musée d'Alexandrie, si déplorable qu'elle fût, ne pouvait détruire la nouvelle méthode philosophique. Ses fruits mûrirent lentement mais sûrement, et nous en recueillons aujourd'hui la moisson splendide.

Science, littérature, industrie et beaux-arts sommeillèrent pendant plusieurs siècles après cette catastrophe, qui éteignit le foyer de lumière aux rayons duquel ils avaient fleuri.

Les armées des califes achevèrent l'œuvre abominable de destruction commencée par les armées de César, et la bibliothèque d'Alexandrie, partiellement anéantie par les Romains, complètement dispersée par les patriarches et leurs disciples aussi fanatiques qu'ignorants, vit enfin ses derniers débris brûlés par les Sarrasins. Mais quand leur soif de conquêtes se fut assouvie les sectaires des califes tournèrent leur attention vers les travaux intellectuels, et le ix" siècle de l'ère chrétienne vit une fois de plus, réunie à Badgad, une collection d'écrits philosophiques telle que la richesse et la puissance des nouveaux conquérants du monde pouvaient seules en composer une pareille. La philosophie reprit son empire et une autre race étudia les mathématiques de l'Inde et de la Grèce, l'astronomie de la Ghaldée, et toutes les sciences originaires de Grèce et d'Egypte. La conquête de l'Espagne par les Sarrasins importa dans l'ouest de l'Europe cette civilisation nouvelle et, sous les dominateurs maures, se formèrent des bibliothèques, dont l'une comptait plus d'un demi-million de volumes.

Partout où les armées sarrasines avaient imposé la lo de Mahomet, écoles et collèges, bibliothèques et collections d'instruments de physique se rencontraient en profusion extraordinaire. Les élèves et les maîtres, philosophes de toutes doctrines, doctrine spéculative ou doctrine

ORIGINES DE L'ÉNEIîGIE. 203

(l'Aristote, se rallièrent autour de ces noyaux intellectuels, aussi enthousiastes dansleurs travaux que leurs prédécesseurs d^Alexandrie. Les donations à des collèges, dont l'importance donne une mesure exacte deTintelligence des classes riches dans une société quelconque, devinrent aussi fréquentes, peut-être même davantage, qu'elles le sont aujourd'hui ; il fut pourvu à l'éducation des pauvres aussi bien qu'à celle des riches. Les sciences mathématiques, les magnifiques et merveilleux phénomènes qui, dix siècles plus tard, furent réunis en un corps de science sous le nom de chimie, avaient un attrait spécial pour les écoliers arabes ; et les applications pratiques des faits et des lois que l'on découvrait amenèrent un prodigieux développement des arts et de l'industrie.

C'est ainsi que, vers le xi** siècle, le foyer de Tactivité intellectuelle et de la civilisation matérielle, après s'être déplacé d'Orient en Occident, s'était fixé en Andalousie. A ce moment, les principes de toutes les sciences physiques modernes étaient assis sur une base solide, l'expérience, à part ceux de l'énergétique, cette science d'une si vaste portée, qui même aujourd'hui ne fait que de naître ; les mathématiques formaient un édifice élégant et symétrique. Et même le principe fondamental de toutes les sciences, celui de la conservation de l'énergie, avait été énoncé, peut-être d'une manière inconsciente.

Des historiens illustres ont montré comment le progrès de la civilisation en Europe a eu pour résultat, pendant le moyen âge, la création de la bourgeoisie, aujourd'hui si puissante, qui, en possession de l'autorité politique, gouverne toutes les nations civilisées, qui s'est emparée du pouvoir peu à peu et progressivement, si bien qu'il a fallu des siècles pour que son influence devînt visible et tangible.

La classe moyenne, appelée par Buckle^ la classe intellectuelle, ne commença qu'au xiv siècle à se dégager de l'armée et du clergé et à prendre une existence indépen-

1. History of civilization in England, t. P»", p. 208. — Londres, 1868.

20i THÉORIE MÉCANIQUE DE LA CHALEUR.

dante. Pendant les deux siècles suivants, son influence et son pouvoir s'accrurent, et au xvii'' nous trouvons les magnifiques progrès réalisés dans toutes les branches de la science, de la littérature et des arts, marquant la complète émancipation de Tintelligence, échappée au joug artificiel qui si longtemps avait arrêté son essor.

C'est ainsi qu'après un nouvel intervalle de plusieurs siècles de stagnation intellectuelle s'est produite cette autre révolution sociale. Les envahisseurs musulmans étaient chassés d'Europe ; les croisés avaient envahi la Palestine dans le vain espoir d'arracher aux mains des Infidèles le Saint-Sépulcre et la Terre-Sainte ; des querelles intestines et des guerres internationales, s'ajoutant à ces grands mouvements sociaux, éloignèrent encore une fois les esprits des arts de la paix et des études scientifiques. Ce n'est qu'au commencement du xvii'^ siècle, le temps de Galilée et de Newton, que les nations de l'Europe trouvèrent assez de calme et de sécurité pour laisser l'attention générale se porter vers les questions intellectuelles; pourtant, un demi-siècle auparavant (15i3), Copernic avait légué au monde cet héritage destiné à révolutionner les théories astronomiques, en démontrant l'hypothèse qui faisait du soleil le centre du système solaire.

En ce temps-là Galilée commençait à saper les spéculations de la philosophie déductive; il proclamait le principe, alors contesté, que le livre de la nature doit faire foi dans l'étude des vérités théologiques et révélées, en tant qu'elles touchent à la science ou sont affectées par elle ; il fut condamné au martyre pour avoir osé soutenir que les lois de Dieu, telles qu'elles existent, ont été instituées sans déférence pour les idées préconçues des plus ignorants des hommes. Quelques années auparavant (1600), Bruno était mort sur le bûcher pour un crime semblable.

Galilée est peut-être le premier qui, aux théories de Platon, à la philosophie d'Aristote, ait joint la méthode moderne de l'expérimentation ; en appliquant simultanément et avec persévérance ces puissantes ressources, il a fondé la méthode scientifique d'investigation qui, de nos

jours, est devenue universelle. Il montra clairement comment, en groupant dans leur ordre naturel les phénomènes constatés, on déduit les lois qui régissent Tensemble de ces phénomènes ; il indiqua le principe connu de nos jours sous le nom de loi de continuité, loi universelle, qui relie les opérations de la nature en une chaîne continue d'effets, remontant du présent au passé, connu ou inconnu, vers une cause, qui peut être ou ne pas être détcrminable par la science ou indiquée par l'histoire.

L'Italien Galilée trouva un digne émule dans Newton, le prince des physiciens anglais. La mécanique rationnelle commençait à peine à prendre la place qu'elle a plus tard occupée dans la science ; la grande œuvre de grouper les faits déjà vérifiés et de fixer définitivement les principes jusque-là vaguement entrevus fut magnifiquement accomplie par Newton. Les besoins de l'astronomie physique le contraignirent d'exécuter ce travail.

Léonard de Vinci avait, dans la dernière moitié du xv* siècle, résumé tout ce qui avait été formulé jusqu'à lui sur la mécanique statique ; il décrivit aussi tout ce qu'on savait au sujet du frottement, y ajouta beaucoup lui-même et en énonça les lois. Il se faisait évidemment une idée juste du principe des « vitesses virtuelles », ce cas simple d'équivalence du travail dans un système à liaisons, qui a rendu depuis de si grands services; et à sa philosophie mécanique cet ingénieur, cet artiste à l'esprit changeant mêlait curieusement beaucoup de science physique. Puis était venu, cent ans plus tard (1586), Stevin, le « brave ingénieur de Bruges», qui, travaillant alternativement au bureau et sur le terrain, à peu près comme font les ingénieurs d'aujourd'hui, écrivit un traité de mécanique, qui montrait l'utilité de l'expérience et du sens pratique, même dans un ouvrage de science. C'est ainsi que la voie fut préparée pour Newton.

Dans l'intervalle, Kepler, après quinze ans de tâtonnements, avait enfin découvert la vraie relation entre les distances des planètes au soleil et la durée de leurs révolutions, posant ainsi les principaux jalons de la mécanique céleste;

20i) TllÉOIUE MÉCAxMQUE DE LA CllALEUll.

et Galilée avait énoncé les lois du mouvement. La dynamique se trouva fondée comme science distincte de la statique, et Ton vit poindre cette science plus moderne de rénergétique, qui constitue pour une si large part la philosophie de la machine à vapeur.

Hookc, Huyghens et d'autres encore avaient déjà aperçu quelques-unes des principales conséquences de ces lois, mais il était réservé à Newton de les énoncer avec la précision d'un mathématicien véritable, d'édifier un système de lois dynamiques, de compléter ces découvertes par celle de la gravitation universelle ; c'est sur cette base solide que se sont élevés tous les progrès de l'astronomie moderne ; les travaux de Newton ont été le point de départ de toutes les déterminations quantitatives, dans le calcul des dimensions, des poids, des distances, des mouvements des corps célestes, résultats qui nous plongent dans l'étonnement et Tadmiration.

Les Arabes et les Grecs avaient remarqué qu'un corps tombant sous l'action de la pesanteur se dirigeait vers le centre de la terre, quel que fût l'endroit où avait lieu sa chute ; Galilée avait prouvé, par ses expériences de Pise, que la vitesse de chute variait d'une seconde à l'autre comme les nombres 1, 3, 5, 7, 9, etc., que les distances parcourues étaient proportionnelles au carré du temps total de la chute, et que, pour les obtenir en pieds anglais, il fallait prendre presque exactement 16 fois le carré de ce temps exprimé en secondes. Enfin Kepler avait prouvé que les mouvements des corps célestes sont exactement les mêmes que s'ils étaient soumis à l'action de forces attractives centrales et de la force centrifuge.

En combinant toutes ces données, Newton fut amené à croire qu'il existe une « force de gravité », due à l'attraction, par la grande masse de la terre, de ses propres parties et des corps voisins, tels que la lune ; force dont l'influence s'étendait au moins jusqu'à notre satellite lunaire. Il calcula le mouvement de la lune, en supposant exacte sa théorie et les dimensions qu'assignaient au globe les mesures d'alors, mais il n'obtint qu'une approximation grossière.

Plus lard, en 1679, il reprit ses calculs, en se servant des déterminations plus précises, faites par Picard, delà forme du sphéroïde terrestre, et il obtint un résultat concordant parfaitement avec les relèvements, soigneusement établis par les astronomes, du mouvement de la lune.

Par la publication des Principiade Newton, la mécanique devenait un corps de science logiquement coordonné et aussi complet quil pouvait Têtre, en dehors des principes de l'énergétique ; les lois du mouvement énoncées par Newton, précises et absolument parfaites comme elles semblent Tôtre, étant appliquées à des corps se mouvant librement sous l'action de forces extérieures constantes ou variables, devinrent la base de toute la dynamique. Elles constituèrent pour cette science un fondement aussi solide que le sont les principes élémentaires de géométrie pour le magnifique édifice qu'ils supportent.

Les trois lois fondamentales de la mécanique peuvent se formuler ainsi :

1° Tout corps libre dans l'espace reste dans l'état où il se trouve, repos ou mouvement rectiligne, jusqu'à ce qu'il en soit tiré par l'action de forces extérieures.

2° L'accélération du mouvement est proportionnelle à la force appliquée, et s'effectue dans la direction de la ligne droite suivant laquelle cette force agit.

3° A une action est toujours opposée une réaction égale et de sens contraire.

Nous pouvons ajouter à ces principes une définition également complète de la force :

Une force est ce qui produit ou tend à produire, dans les corps, un mouvement ou une modification de mouvement. La mesure statique d'une force est le poids qui lui fait équiUbre ou la pression qu'elle exerce ; sa mesure dynamique est la vitesse qu'elle communique dans l'unité de temps à l'unité de masse.

Les déterminations quantitatives des effets dynamiques des forces sont toujours faciles à faire, en partant de la donnée suivante : sur un corps libre dans l'espace, l'effet d'une force égale à son propre poids est de produire, en

une seconde, une vitesse de 32,2 pieds pendant ce laps de temps ; telle est Tunité de mesure dynamique.

Le travail est le produit de la résistance que surmonte une force par la longueur du chemin parcouru dans la direction de celte force.

Uénergic est le travail qu'un corps est capable de développer par son poids ou son inertie, dans certaines conditions déterminées. L'énergie d'un corps qui tombe ou d'un projectile en mouvement est d'environ le 1 61 de son poids multiplié par le carré de sa vitesse, ou, ce qui revient au même, le produit de son poids par la hauteur de chute correspondant à sa vitesse ^

Ces principes et ces définitions, en y joignant les conceptions fort anciennes du temps et de l'espace, suffiraient pleinement pour ouvrir la voie à la plus grandiose de toutes les généralisations physiques : la doctrine de la persistance ou conservation de toute énergie; puis, à son corollaire, l'équivalence de toutes les formes affectées par l'énergie, ainsi qu'à la preuve expérimentale de ce fait que l'énergie peut se transformer, se présenter sous des modalités diverses, mais qu'elle se retrouve toujours dans les différentes natures de mouvements qu'exécutent les corps et leurs molécules.

C'est à peine si, du temps de Newton, on accordait que la science physique expérimentale est la seule méthode qui permette d'arriver à la connaissance des phénomènes naturels ; mais bientôt ce principe fut généralement accepté. En physique, Gilbert avait fait, avant Newton, des recherches importantes, et les expériences de Galilée à Pise avaient fourni des exemples d'études non moins précieuses. En chimie, ce fut seulement un siècle plus tard, lorsque Lavoisier eut montré, par ses magnifiques découvertes, ce que pouvait donner l'habile et intelligent emploi des déterminations quantitatives, lorsqu'il eut fait de la balance l'outil le plus indispensable du chimiste, que fut

i. C'est-à-dire la hauteur d'où il devrait tomber librement pour acquérir cette vitesse sous Faction de la pesanteur. (Note du traducteur.)