Philosophical Transactions, n

5. Alex, de Ilumboldt, Relation historique du voyage aux régions

équinoxiales, t. lit, p. 27 ü et suiv.

l’a observé Bravais. Getle amplitude varie aussi suivant les saisons : elle est plus grande en été qu’en hiver. Enfin, les oscillations horaires, si régulières dans la zone torride, se compliquent, dans les climats tempérés, de variations accidentelles qui en masquent les mcixima et les minima.

Pour mieux saisir l’ensemble de tous ces phénomènes, Kaemtz a proposé d’établir des lignes isobarométriques, analogues aux lignes isothermes, en réunissant graphiquement, par des courbes, les lieux où les moyennes différences entre les extrêmes hauteurs mensuelles du baromètre sont égales. En même temps on rattacherait aux longitudes et aux latitudes des diverses localités leur hauteur au-dessus du niveau moyen de la mer, comme la troisième des coordonnées qui servent à fixer la position des lieux sur le globe terrestre.

Le vide. — Maghine pneumatiqüe. — En pénétrant plus avant dans les détails des moyens que l’homme a imaginés pour surprendre les secrets de la nature, on assiste à un spectacle aussi intéressant qu’instructif : on voit comment se sont multipliés les obstacles qu’il a fallu vaincre pour arriver au point actuel de la science, qui évidemment n’est pas le dernier terme du progrès.

L’homme n’avance , d’un pas sûr, que par les instruments qu il est obligé d’inventer, en s’appuyant sur la méthode expérimentale. Voilà ce qu’il ne faut cesser de se dire pour dissiper un peu l’ennui que pourrait causer l’aridité de leur description. Cependant celte aridité même disparaît pour faire place à des méditations d un ordie très-élevé lorsqu’on songe que chacun de ces instruments est, poui ainsi dire, l’incarnation d’une pensée, et que cette pensée, transformée en un corps matériel, en un être tangible, doit, en dernièie analyse , servir à reculer les limites de nos sens, à élargir la portée des organes de l’intelligence humaine.

Nous avonsvu comment on est arrivé, au moyen du baromètre, à rendre sensibles à l’œil les variations de la pression atmosphérique. Nous allons montrer maintenant par quel mécanisme on est parvenu à traiter l’air comme un liquide, à le soustraire en quelque sorte à l’espace fermé qui le contient.

Si l’embarras d’un jardinier devint l’occasion de la découverte du baromètre, c’est des méditations sur le vide que sortit l’invention de la machine pneumatique. Depuis des siècles, les philosophe» avaient discuté à perte de vue sur le vide et le plein, sans réussir à s’entendre. Les uns admettaient le vide, les autres en repoussaient

MATIÈRE

jusqu’à la possibilité. La première opinion avait pour défenseurs Leucippe, Démocrite, Epicure, Métrodore, etc.; la seconde était paitagée par Aristote et les péripatéliciens. Mais les partisans de la même opinion étaient encore divisés entre eux. Ainsi, il y en avait qui entendaient par vide l’âme du monde ou l’esprit intangible de l’univers; tandis que les stoïciens soutenaient que le vide n’existe qu’en dehors du monde, le confondant avec l’espace infini. Ceux qui niaient le vide l’identifiaient avec le néant, et faisaient inteivenii Dieu même dans leur argumentation.

En passant en revue ces controverses stériles, Otto de Guericke1, bourgmestre de Magdebourg , conçut l’idée, aussi simple que lumineuse, d’en appeler à l’expérience. Seulement, au lieu de s’égarer, comme l’avaient fait les philosophes, dans des sphères inabordables, il restreignit la question à notre atmosphère. « Là, disait-il, aucun espace ne reste vide : la place qu’un corps abandonne est aussitôt remplie par l’air. C’est ainsi que l’espace qu’un poisson occupait par son corps, est aussitôt envahi par l’eau, dès que celui-ci vient à le quitter. » Partant de là , il pose le théorème suivant : la nature admet le vide, vacuum in natura datur.

Voici les démonstrations qu’en a le premier données le célèbre physicien allemand.

Dans sa première expérience, O. de Guericke se servit d un tonneau assez solidement fermé pour que l’air du dehors n’y pût entrer; puis il le remplit d’eau et adapta à la partie inférieure une pompe, pensant qu’à mesure qu’il en retirerait ainsi l’eau par en bas, il se produirait en haut un espace vide. Trois hommes robustes étaient employés à manœuvrer la pompe; mais pendant ce travail on entendait, sur fous les points du tonneau, des sifflements aigus : c’était l’air qui y pénétrait avec force pour remplir l’espace vide. Le but était donc manqué.

Guericke ne se laissa pas décourager : il refit l’expérience, en mel-

1. Otto de Guericke (né à Magdebourg en 1602, mort à Hambourg en 1G86) fut, pendant trente-cinq ans, bourgmestre de sa ville natale. Les expériences de Galilée et de Pascal le portèrent à s’occuper de physique et surtout à trouver un moyen propre à faire le vide. Les résultats de ses travaux ont été publiés sous le litre de Expérimenta nova Magdeburgica de vacuo spatio, etc. Amslerd., 1672, in-fol. Cet ouvrage remarquable est divisé en trois livres : le 1er contient un exposé du système du monde ; le 2e traite de l’espace vide; le 3e expose les propres recherches de l’auteur.

tant un baril rempli d’eau dans un autre baril plus grand et également plein d’eau, et il opéra sur le premier vase comme dans l’expérience précédente. Mais cette fois encore il fut déçu dans son attente : le petit baril se remplit d’eau.

L’ingénieux et tenace expérimentateur se fit alors construire un globe en cuivre, susceptible d’être ouvert ou fermé en haut à l’aide d’un robinet; à la partie inférieure il adapta une pompe pour faire sortir l’air du globe, comme il avait fait pour le baril rempli d’eau; ce fut donc là une pompe à air : au lieu d'aspirer l’eau, l’instrument servait à pomper l’air. Deux hommes vigoureux étaient occupés à faire jouer le piston, lorsque tout à coup, au moment où tout l’air paraissait avoir été retiré, le globe de métal se contracta avec fracas, à la grande terreur de tous les assistants; on aurait dit un linge chiffonné avec la main ( cum maximo strepitu omniumque terrore ita comprimebatur instar lintei quod manu conteritur ). Guericke attribua la cause de cet accident à ce que le vase n’était pas un globe parfait, conséquemment incapable, à raison de l’inégalité de ses rayons, de supporter le poids de l’air, qui devait exercer tout autour une pression égale. Il eut donc soin de faire construire un globe exactement arrondi, portant , en haut, comme le premier, un robinet, et en bas une pompe ou seringue. Après un certain nombre de coups de piston, il s’assurait de la réussite de l’opération en ouvrant le robinet : aussitôt l’air se précipilaitavec violence dans l’intérieur du globe. Puis il y fil de nouveau le vide, et laissa le globe dans cet état pendant deux jours. Au bout de ce temps il le trouva derechef rempli d’air, et il jugea que ce fluide ne pouvait s’y être introduit que par les points, incomplètement fermés, où le robinet de la pompe était adapté au globe de métal.

Instruit, mais non découragé, par tous ces insuccès, le patient et sagace physicien perfectionna son appareil et parvint ainsi, vers l’année 1650, à réaliser un mécanisme qui reçut le nom d 'Antlia pneumatica, et qui porte aujourd’hui celui de machine pneumatique. En voici le dessin , copié d’après celui que l’inventeur a donné lui-même dans son immortel ouvrage ( Expérimenta nova Mageburgica, 1672, p. 76).

Pour rendre la machine portative et plus facile à manier, l’auteur l’avait munie d’un trépied en fer. Le corps de pompe gh est en laiton, assujetti verticalement, par son extrémité supérieure amincie en tuyau n, avec la partie inférieure du vase arrondi L, en verre, où doit se faire le vide. Le piston s, fixé à une tige recourbée t , est mis en

MATIÈRE

mouvement par le levier wu. Le fluide soutiré est rejeté en dehors par l’ouverture zo pratiquée en haut et sur le côté du corps de pompe. Le vase xx, où plonge le bec du globe-récipient L, est rempli d’eau, pour assurer la fermeture exacte du robinet qr.

Cet appareil primitif présentait encore bien des imperfections. Son inventeur s’ingénia de son mieux il les faire disparaître par des modifications nom breuses, dont les détails peuvent être ici passés sous silence.

Mais nous ne saurions nous dispenser d'exposer sommairement le résultat de ses expériences.

Otto de Guericke se fit dès le principe une idée exacte du genre de vide obtenu par la machine pneumati que. « La division de l’air ne se fail pas, disait-il, comme celle d’une matière solide.

Celle-ci peut se réduire en parcelles excessivement petites, ainsi que l’espace qu’elle occupe ; tandis que la moindre parcelle d’air, qui reste dans le récipient, remplit celui-ci tout entier : il n’y a de diminué que son élasticité. » — L’inventeur lui-même ne devait donc pas, comme on voit, croire à la possibilité d’obtenir un vide absolu.

Sous le récipient, où il faisait le vide, — vide relatif, — il vit des liquides, tels que l’eau, la bière, etc., d’abord former des bulles ,

puis entrer en ébullition et se réduire en vapeur : c’est ce qu’il appelait la régénération de l'air. Il expliquait la formation des nuages et des vents par la différence d’élasticité qui existe entre des couches voisines d’air, et, fort de ses expériences, il considérait les couches supérieures comme moins élastiques que les couches inférieures, si bien que l’atmosphère devait se terminer en un vide comparable au vide le plus parfait obtenu à l’aide de la machine pneumatique. De là il vint à distinguer l’atmosphère en deux parties ; à la partie qu’il appelait air ou atmosphère sensible , il donna une hauteur d’environ 35 lieues : c’est cette partie qui devait être plus particulièrement le siège des phénomènes de réfraction et des lueurs crépusculaires. Quanta la seconde partie, beaucoup plus ténue, il lui donnait une étendue de plus de 300 lieues. L’atmosphère, à laquelle il attribuait une odeur particulière, spécifique, n’avait donc pas, suivant lui, une surface terminatrice proprement dite. « Nous ue percevons pas, ajoutait-il, l’odeur de l’air, parce que nous y sommes constamment plongés depuis notre naissance; mais si quelqu’un venait de la Lune ou d’une autre planète pour visiter la Terre, il sentirait l’odeur de noLre atmosphère, comme un navigateur est averti du voisinage de la côte par les émanations qui s’en échappent. «

Une expérience qui, depuis Otto de Guericke , est répétée dans tous les laboratoires de physique pour démontrer l’élasticité de dair, c’est celle d’une vessie fermée et aplatie, qui, placée sous le récipient, se gonfle à mesure qu’on fait le vide, et finit par y éclater.

D’autres expériences, bien connues, sur la combustion et la respiration, sur le son dans le vide, ainsi que sur la force de cohésion due à la pression de l’air, datent de la même époque. Guericke en a le premier décrit tous les détails.

Ainsi, il vit la flamme d’une bougie diminuer à mesure que le vide se faisait et finir par s’éteindre. Il en conclut « que le feu reçoit de l’air un aliment, qu’il le consomme, et qu’il ne peut plus vivre lorsque cet aliment vient à manquer ( ignem ex acre aliquid alimenti accipere, ac proinde aerem consumere et siepropter defectum ulterius vivere non posse ). » C’était clairement entrevoir l’existence de l’oxygène, qui reçut d’abord le nom d’aliment du feu et de la vie, pabulum ignis et vitœ. Il remarqua en môme temps la forme de la flamme, qui de pyramidale devenait arrondie, ce qu’il attribuait à la pesanteur de l’air. « Si l’air, disait-il, n’était pas pesant, aucune

flamme ne serait pyramidale ; les flammes seraient toutes rondes ou orbiculaires comme le soleil *. »

Le premier animal qui servit à l’expérience de la respiration dans le vide fut un moineau. Cet oiseau commença par respirer avec le bec à demi ouvert; puis, l’ouvrant plus largement , il se tint immobile jusqu’à ce qu’il tomba raide mort. La même expérience lut répétée sur des poissons, tels que brochets, perches et barbeaux : ils périrent par suite d’une distension de la vessie natatoire, qui faisait gonfler leur corps démesurément.

Le même expérimentateur constata que des grappes de raisin peuvent se conserver longtemps dans le vide, qu’elles n’y changent pas de couleur, mais qu’elles perdent toute leur saveur. — Enfin, des expériences faites avec des clochettes et divers instruments de musique le mirent à même d’établir que là où il n’y a pas d’air, il ne se produit pas de son.

L’élasticité est de toutes les qualités de l’air celle qui exerça le plus l’esprit investigateur de Guericke» Il y revint souvent, et varia tort ingénieusement ses expériences pour montrer, entre autres, comment une bulle d'air peut, par sa seule élasticité , faire équilibre à tout le poids de l’atmosphère. Deux hémisphères en cuivre, d’environ un tiers d’aune de diamètre , parfaitement adaptés l’un à l’autre, et dans lesquels il avait fait le vide, ne furent disjoints que par la iorce de seize chevaux et avec un bruit semblable à celui d’un mousqueton. Cette expérience, connue sous le nom d 'hémisphères de Magdebourg , a été souvent répétée depuis.

Les merveilles réalisées par Otto deGuericke eurent un grand retentissement. Le P. Schott les avait fait le premier connaître sous le nom de Mirabilis, Magdeburgica1 2. On parlait avec admiration des expériences de Magdebourg , comme on parlait avec épouvante de la prise et du sac de Magdebourg pendant la guerre de Trente Ans. Le célèbre bourgmestre de la ville qui venait de renaître de ses cendres reçut, en 1654, l’invitation de faire fonctionner la machine pneumatique devant l’empereur Ferdinand III et les princes