I. Newton, Traité d'Oplique, II

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buleuse, que l’on pourrait ainsi considérer comme un grand corps lumineux '. »

Voilà comment, par l’application d’une seule et môme loi à la matière du ciel et à celle de la terre, on a été conduit à supposer aux corps une porosité telle que, par exemple, les solides d’une densité égale à la moyenne densité de la terre doivent avoir dix milliards plus de vide que de plein. Quoi qu’il en soit, il est certain que sans l’bypolbèse des espaces interalomiques , analogues aux espaces intersidéraux, l’élasticité et la compressibilité seraient des propriétés inexplicables de la matière.

Élasticité. — Presque tous les corps ont la faculté de reprendre la lormeet l’étendue qu’une cause extérieure leuravail momentanément enlevées; en un mot, ils sont presque tous élastiques. Les opinions furent, dèsle principe, fort parlagées.sur lacaused eVêlasticité, condition essentielle de la sonorité. Les Cartésiens l’attribuaient à une matière subtile, à Y éther, qui devait faire effort pour passer à travers les pores devenus trop étroits. «Ainsi, disaient- ils, en bandant ou comprimant un corps élastique, par exemple, un arc, ses particules s’écartent les unes des autres du côté convexe et se rapprochent du côté concave; par conséquent, les pores se rétrécissent du côté concave, de sorte que s’ils étaient ronds auparavant, ils deviennent ovales; et la matière proprement dite, s’efforçant de sortir des pores ainsi rétrécis, doit en même temps faire effort pour rétablir le corps dans l’état où il était lorsque les pores étaient plus ouverts ou plus ronds, c’est-à-dire avant que l’arc fût bandé. »

Le P. Mallebranche et ses disciples expliquaient l’élasticité par de petits tourbillons, dont tous les corps seraient remplis. D’autres l’attribuaient à l’action de l’air, auquel ils faisaient jouer le même rôle qu’à l'éther des Cartésiens. D’autres encore la cherchaient dans l’attraction. Enfin il serait trop long d’érfumérer toutes les opinions émises à ce sujet par les physiciens du xviic et du xvm° siècle.

C’est avec raison qu’on a abandonné ces vaines théories pour ne s’attacher qu’au côté pratique de la question. On a cherché les lois d’élasticité, de traction, de torsion et de flexion des verges métalliques. Poisson, Cauchy et d’autres analystes ont soumis ces lois au calcul. De nos jours M. Werlheim a déterminé les coefficients

\ . Réflexion sur la loi de la pesanteur universelle, dans Laplacc, Exposition du Système du monde.

d’élasticité pour le plomb, l’or, l’argent, le cuivre, le platine le fer l’acier, recuits à diverses températures.

On a cherché les poids qui peuvent rompre un fil dont la longueur est quelconque et dont la section est égale à 1 millimètre : ce sont là les coefficients de rupture, qui mesurent la ténacité du métal. On est parvenu à montrer que les changements de volume et de forme, déterminés dans les corps élastiques par les forces extérieures, ne sont pas toujours transitoires, et qu’il y a souvent des déformations permanentes. C’est ainsi que les ressorts se fatiguent à la longue, que les poutres des plafonds fléchissent peu à peu, que les édifices se lassent, etc. Il y a donc une limite à l’élaslicité des corps. M. Werlheim et d’autres physiciens ont essayé de déterminer celte limite pour les métaux, en prenant un fil d’une section égale à I millimètre, et cherchant le poids qui donne d’abord un allongement de 0mm)05 par mètre. Il fut ainsi reconnu que es divers métaux ont une ténacité très-inégale, depuis le plomb, ou celte propriété est très-faible , jusqu’à l’acier où elle est à son maximum.

Compressibilité. -Comme l’élasticité, la compressibilité est une propriété commune aux corps. Pour les corps solides et les corps gazeux, elle est incontestable. Mais il y eut longtemps quelque incertitude pour les liquides. Les plus anciens physiciens nièrent hardiment que les liquides fussent compressibles et élastiques, bien que le fait de la transmission du son eût dû leur donner quelque doute à cet egard. Leur opinion régna jusqu’au milieu du xvn« siècle. Jugeant qu 1 vaut mieux chercher des faits qu’adopter des opinions, les physiciens de 1 Académie del Cimento de Florence firent, en 1661 un grand nombre d’expériences pour s’assurer si l’eau est compressible. A cet effet, ils se servirent d’abord d’un tube de verre deux lois recourbé en forme de siphon et terminé par deux sphères creuses pleines d’eau; le tube intermédiaire contenait de l’air et tout était hermétiquement fermé. En chauffant l’une des deuxsphères, on produisit de la vapeur qui comprima le liquide contenu dans autre ; mais on ne vit aucun abaissement de niveau. Cela s’explique : en se condensant dans la partie froide, la vapeur devait augmenter a quantité du liquide en même temps quelu pression en diminuait le volume; il aurait fallu isoler ces liquides pour constater l’effet seul de la pression. Variant leurs procédés, les académiciens de Morence comprimèrent, avec du mercure, de l’eau placée dans des tubes de verre ; une pression de 80 livres de mercure sur 6 livres

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cl’eau ne produisit pas de diminution appréciable. Us remplirent une boule d’argent mince avec de l’eau à la glace, et* après en avoir exactement fermé l’ouverture, ils frappèrent la boule avec un marteau pour en diminuer le volume : l’eau s’échappait à travers ïes pores du métal, comme le mercure à travers ceux d’une baudruche. De ces diverses expériences les savants italiens tirèrent la conclusion, un peu prématurée, que l’eau est incompressible l.

Les expériences de Musschenbroek, de Boerhaave, d’Hamberger et de Aollet tendant à confirmer l’opinion des académiciens de Florence, il semblait acquis à la science que l’eau est incompressible. C’était cependant une erreur.

Robert Boyle fut le premier à douter de ce qu’on regardait déjà comme une vérité acquise. Ce doute lui avait été suggéré par l’expérience suivante : une boule d’étain, remplie d’eau et dont il avait soudé l’ouverture, fut aplatie avec un maillet; puis, en perçant les parois d’étain avec une aiguille, il vit l’eau jaillir de la boule avec beaucoup de force 2. Fabri répéta l’expérience de B. Boyle avec le même succès. Ce résultat, qui paraissait montrer la compressibilité de l’eau, fut attribué par Musschenbroek à l’élasticité de l’étain. Reprenant l’idée de R. Boyle, Mongez renferma de l’eau dans une vessie, qu’il comprima jusqu’à ce que l’eau commençât à traverser les pores de la membrane ; en la laissant tomber, il vit qu’elle rebondissait comme un corps élastique. Celte élasticité estelle due, se demanda l’expérimentateur, à la membrane, ou à l’eau comprimée?

La question en était là lorsque Canton entreprit, en 1762, de nouvelles expériences sur la compressibilité de l’eau. L’appareil employé à cet effet se composait, comme un thermomètre, d’un réservoir sphérique surmonté d’un tube capillaire. Il le remplissait d’eau, et après l’avoir chauffé pour en chasser tout l’air, il fermait la pointe à la lampe. Par le refroidissement il se faisait un vide, et le niveau du liquide baissait jusqu’à un point qui restait fixe à une température invariable. En cassant alors la pointe du tube, Canton déterminait, par l’entrée de l’air, une pression de l’atmosphère sur le liquide. Mais il ne tint d’abord aucun compte de la pression que

f. "Voy. Musschenbroek, Tcntamina exper. nat. in Acad, del Cim., Leyde, 1731, in— 4.

2. Boyle, Nova exper. physico-mechanica, Exp. XX, p. 5a ( Op . varia, Genève, 1G80, in-4).

1’almosphère devait exercer en même temps sur les parois du vase. Averti de cette cause d’erreur, il cherchait a y remédier en faisant le vide autour du réservoir sphérique. Aux expériences de Canton 1 vinrent bientôt se joindre celles d’Abich, de Zimmermann, de Hubert (sur V Élasticité de l'eau, etc. Vienne, 1779, in-Zr) et surtout celles de Perkins; le résultat final fut que l’eau est compressible, comme le sont d’autres liquides, tels que l’alcool, l’huile, le mercure, etc.

Ces expériences furent, au commencement de notre siècle, reprises par OErsled, qui inventa à cet effet le piézomètre, instrument semblable à celui de Canton. Le célèbre physicien danois trouva que 1 e coefficient moyen de compressibilité est égal à ù6 millionièmes pour l’eau. Mais OErsled s’était trompé en supposant à son piézomètre un changement de capacité insensible. Colladon et Sturm signalèrent celte erreur et essayèrent de la corriger. De leurs expériences ils crurent devoir conclure que la compression cubique par unité de volume et par atmosphère est le triple de la compression linéaire, c’est-à-dire de 33 millionièmes. Mais celle correction fut montrée inexacte par M. Wertheim. M. Régnault, amené incidemment à s’occuper de la même question, parvint à des résultats sensiblement différents par une méthode nouvelle, après avoir modifié le piézomètre. Enfin il ressort des travaux de ce consciencieux physicien, joints à ceux de Despretz, de Wertheim, de Grassi et d’autres, que le coefficient de compressibilité d’un liquide n’est point un nombre constant ; que ce nombre diminue, par exemple, pour l’eau à mesure que la température s’élève, qu’il augmente, au contraire, pour l’alcool, l’éther et le chloroforme, enfin que la compressibilité n’est pas toujours proportionnelle à la pression, et qu’elle est probablement une fonction complexe de la température et de la pression.

Nous avons insisté sur ces détails, pour montrer combien il est difficile d’arriver à une exactitude désirée, malgré le concours de plusieurs générations de physiciens habiles.

L’exposé des recherches sur l 'équilibre et l 'écoulement des liquides rentre dans l’histoire de la mécanique proprement dite. Aussi n’en parlerons-nous pas ici. Cependant nous ne saurions nous dispenser de dire un mot de la fontaine d’IIéron et du p'ese-liqueur d’IIypatie, deux inventions fameuses dans leur temps.

Héron, qui vivait à Alexandrie, 250 ans avant notre ère, réalisa

d. Canton, Expériences to prove that water is not incompressible, dans le t. LU, p. 11 et p. 610, des Philosophical Transactions.

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par un mécanisme ingénieux, le principe général d’après lequel un gaz, tel que l’air, se trouve emprisonné de manière à exercer sur un liquide une pression qui se transmet à toute sa masse. Celte lontaine se voit figurée dans les différentes éditions des Spiritalia d’Iléron, ainsi que dans le Theatrum machinarum de Leupold. Les dessins qui y accompagnent le texte diffèrent notablement de ceux qu on voit dans les traités de physique modernes.

Pèse-liqueur (aréomètre) d’Hypatie. — Une femme célèbre, qui enseignaità Alexandrielaphilosophie néo-platonicienneetqui mourut, en A15, lapidée par les disciples fanatiques de saint Cyrille, llypalie écrivit à son élève Synésius, devenu plus tard évêque de Ptolémaïs, une lettre dans laquelle on lit les lignes suivantes : « Je me trouve si mal, que j’ai besoin d’un hydroscope. Je vous prie d’en faire faire un en cuivre, et de me l’acheter. C’est un tuyau en forme de cylindre, qui a la forme et la grandeur d’un sifflet; sur sa longueur il porte une ligne droite qui est coupée en travers par de petites lignes, par lesquelles nous jugeons du poids des eaux. L’un des bouts est couvert d’un cône, disposé de manière que le tuyau et le cône aient une même base. On appelle cet instrument baryllion. Si on le met dans l’eau par la pointe, il y demeure dediout et l’on peut aisément compter les divisions qui coupent la ligne droite, et par là on connaît la densité de l’eau 1 . »

Aucun des commentateurs des Lettres de Synésius n’ayant pu expliquer la nature de cet instrument, Benoit Castelli (né à Brescia en 1577, mort à Rome en 1 GZjZ») eut l'idée de consulter le célèbre Fermât.

Voici l’opinion du grand mathématicien français, telle que la rapporte Castelli à la fin de son Traité de la mesure des eaux courantes (Rome, 1628), et qu’elle se trouve reproduite en tôle des Opéra varia de Fermât (Toulouse, 1679, in -f°) : « Cet instrument servait à faire connaître la densité des différentes eaux pour l’usage des malades; les médecins étaient d’accord que les plus légères sont les meilleures : le terme pon-ti (poids, descente), dont se sert Synésius, le montre clairement. Ce terme ne signifie pas ici libramentum, nivellement, comme l’a cru le P. Pctau, mais poids ou densité, ce que les Latins appellent momentum. La balance ne pouvant pas donner exactement la différence du poids ou de la densité des eaux, les mathématiciens inventèrent, d’après les principes d’Archimède