CHAPITRE XV

mFLUSrfGG DE Lii PHYSIQUK

Nous avons rencontré, au seuil de l'astronomie, une substance dont certaines métamorphoses préalables étaient absolument nécessaires aux progrès de cette science. Or, il nous serait impossible de faire un pas en physique, si noiis ne disposions de la même substance, métamorphosée d'une autre manière. Tandis que le verre, sous la forme de lentilles et de miroirs à réflexion, a rendu les plus grands

296 HisTonuB bu travail.

services à Tindustrie des transports maritimes,! nous allons le voir encore, sous les noms de thermomètre et de baromètre, sous la forme de tubes gradués affectant des dispositions diverses, conduire de proche en proche à ce résultat pratique, d'utiliser la vapeur d'eau comme force travaillante. Mais ici doit s'arrêter le rapprochement entre la physique et Tastronomie. Cette dernière science est toute d'observation et de raisonnement, tandis que la première est à la fois une science de raisonnement, d'observation et d'expérience. Les phénomènes astronomiques se produisent en dehors de la volonté de l'homme : quelque perfectionnés que soient les instruments dont nous faisons usage pour les étudier, nous ne pouvons, en aucune manière, suspendre ces phénomènes, en ralentir ou en accélérer l'action, pour la soumettre aux exigences de Tesprit de recherche. Les faits dont s'occupe la physique peuvent, au contraire, se plier à toutes ces exigences. Nous changeons, à notre

;uise, l'état moléculaire d'un grand nombre de corps, afin d'observer les lois de ces divers changements; nous suspendons^ nous ralentissons ou nous accélérons à volonté Faction de la pesanteur; nous avons le pouvoir de produire ou d'éteindre la chaleur, l'électricité, le magnétisme, la lumière et les sons. En un mot, les instruments de physique se distinguent des instruments d'astronomie par ce caractère, qu'ils permettent non-seulement d'observer les phénomènes produits en dehors de notre intervention, mais encore d'instituer des expériences à l'aide desquelles on reproduit et Ton étudie» un fait naturel sous une foule d'aspects déterminés d'avance. Il en résulte que le physicien voit tous les jours des faits que la nature elle-même ne réalise pas d'ordinaire, tandis que l'astronome est forcé de s'en tenir à ce que la nature lui montre. Cette distinction fondamentale explique pourquoi les physiciens sont parvenus si tard à constituer leur science favdrite : c'est qu'ils ont dû, avant

i98 mtTOIHS DU T&4YAlt.

tout, construire un outillage extrêmement d^ licat, chargé de la double fonction da faire apparaître des phénomènes et d'en noter les circonstances les plus étendues.

La pesanteur et la chaleur sont les deux branches de la physique générale, que Ton a le mieux étudiées jusqu'à ce jour, parce que les instruments qui s'y rapportent ont été perfectionnés de longue main. Nous allons jeter un coup d œil rapide sur les principaux faits d'application de cet ordre. Ces faits ont une importance exceptionnelle pour le sujet qui nous occupe, car ils ont préparé l'ayénement de la machine à vapeur, ~ machine dont ^o^ dre matériel a déjà tiré un si grand parti, et que Ton peut regarder comme le plus beau triomphe de la physique.

Bien avant les découvertes de Galilée sur la chute des poids, les Européens avaient acquis de la pesanteur des notions exactes, très-suffisantes pour Tétat social dont ils jouissaient alors. Ces notions, en l'absence de l'outillage

INFLUUrCX DI LA PHYSIQUE. S99

qui est venu plus tard, ne pouvaient découler que des mathématiques pures : de là, l'état d'avancement relatif de la statique chez les anciens* Cependant, par la nature des choses, malgré tout le génie d* Archimède et des autres géomètres méditerranéens, malgré les travaux de l'école d'Alexandrie, il est remarquable que nos aïeux de cette époque n'aient pu s'élever, par exemple, jusqu'à la conception géométrique désignée sous le nom de parallélogramme des forces, tandis qu'ils possédaient aussi bien que nous la théorie du levier. C'est qu'il est plus facile de comprendre l'action qui est produite par deux forces parallèles, que d'évaluer la résultante de deux forces obliques. De même que l'état intellectuel de la race blanche d*Eu* rope ne permettait à cette race, ii.y a deux mille ans, que de connaître l'une des propriétés de l'ellipse, de même elle ne pouvait alors étudier le jeu des forces physiques sous plusieurs aspects, comme elle le fit aux xvi* et xvii® siècles. Les sociétés inférieures qui se déve-

300 HIBTOIBS DU TKkYÀSL.

loppent de nos jours font usage des seules machines que connaissait l'antiquité, — machines que nous nous sommes appropriées, pour en faire le point de départ d'ini^entions plus hautes. Le levier, la roue, la poulie, le plan incliné, sont les mieux connus de ces engins. Un peu plus tard vint la balance, qui rend aujourd'hui de si grands services aux sciences expérimentales, notamment à la chimie, mais qui ne pouvait être appliquée, chez les anciens, qu'aux besoins du commerce.

Jusqu'au siècle dernier, la puissance productive du genre humain n'a guère été servie que par trois forces naturelles : — les cours d'eau, le vent et la force musculaire, — plus ou moins bien utilisées par des machines élémentaires, telles que le levier, la roue, le treuil, les aubes, les ailes de moulins à vent, les voiles de navirer, les manèges, la pompe, la presse hydraulique. Ces machines forment un premier groupe bien distinct : elles ne produisent pas la force ; on leur demande seule-

ment de la transmettre, et tout le progrès, pour elles, consiste à utiliser le mieux possible cette force, quelle qu'elle soit. La machine à vapeur, au contraire, appartient à une seconde catégorie d'engins très-dififérents des premiers : elle produit la force et la met à la disposition , soit d'une roue, soit d'un moulin, d'un navire, d'un manège, d'une presse hydraulique. Dans ce cas, le progrès résulte, non-seulement de la meilleure utilisation possible de la vapeur d'eau, mais encore de la production de vapeur la plus abondante au moyen de la dépense de charbon la plus faible. Cette distinction entre les deux groupes de machines est importante, parce qu'elle sépare deux époques bien tranchées dans l'histoire de la physique.

Arrêtons-nous un instant sur la première de ces deux époques.

La pesanteur, utilisée le long des cours d'eau par les roues à aubes en particulier, par les moteurs hydrauliques en général, est loin, même à cette heure, de nous fournir tout le

301 HUTOIEK DU TEAVilL.

travail qu'elle développe en réalité. Les plus rudimentaires de ces moteurs sont les roaes pendantes, établies sans aucun barrage et de façon que l'eau frappe une seule aube verticale qui fuit devant le liquide ; ils utilisent à peine le quart de la force gratuitement donnée par la nature. De ce type à celui de certaines turbines qui utilisent facilement les trois quarts et quelquefois les quatre cinquièmes de cette force, le progrès accompli est considérable.

Mais ce progrès est de date récente, puisque les inventeurs de ces turbines vivent encore. Les phénomènes qui se produisent pendant Técoulement des liquides ne sont pas bien connus; cependant, ce qu'on en sait a suffi pour que le calcul intervint avec efficacité dans la détermination de la forme des surfaces chargées de recevoir le choc de l'eau courante. Il a fallu attendre aussi que l'on eût appliqué les lois des oscillations pendulaires à la mesure de l'élément qui porte le nom à'accéléraiion de la pesanteur^ élément qui est indispensable

INFLUÏINGJS DE LA FBY8I0UE. 303

pour apprécier la puissance d'une chute d'eau quelconque. Du reste, le seul jaugeage d'un cours d'eau nécessite l'emploi d'instruments mathématiques et l'usage da quelques formules empruntées h la trigonométrie.

Il est remarquable que les moteurs hydrauliqueSt loin d'avoir été supprimés par la vapeur, ont été perfectionnés depuis son avènement. Les vieilles roues pendantes, qui ont fondé au bord des rivières la prospérité industrielle de tant de centres manufacturiers, et qui, recouvertefs de mousse verte et d'écume blanche, sont d'un effet si pittoresque dans les paysages de montagnes, ces roues pouvaient autrefois, sans inconvénient, fournir un travail restreint, car elles ne redoutaient la concur'^ rence d'aucun autre n)oteur; mais, depuis le siècle dernier, elles ont dû, pour tirer profit de la gratuité des cours d'eau, s'assimiler le plus possible certains perfectionnements de la physique, de la géométrie et du calcul. Il faut ajouter que l'ancienne force peut rendre eii-

■"ny

304 msTOi&s DU trayail«

core les plus grands services dans quelques circonstances qui ont été véritablement créées par les forces nouvelles. En voici un exemple emprunté aux travaux de percement des Alpes pour le passage d'un chemin de fer entre la France et 1* Italie. On sait que le tudnel de Hodane à Bardonnèche doit être percé dans une masse très-dure, composée de calcaire, de schiste et de quartz : pour en venir à bout, il a fallu installer des outils spéciaux. Or, le fond de la vallée de Bardonnèche est environné de hautes montagnes, d'où Ion voit descendre plusieurs torrents qui représentent ensemble une force motrice énorme. On a donc employé une partie de cette force à comprimer de l'air, tout à la fois pour faire marcher les outils perfo* rateurs de la roche, et pour assurer la ventilation des galeries. Un autre procédé, employé aujourd'hui dans certains pays sur une grande échelle, fait travailler l'eau courante bien plus efficacement que ne travaillerait une légion de niachines à vapeur. Ce procédé consiste à dé-

layer les terres meubles par des impulsions d'eau à courant forcé, et à les faire transporter au loin par un courant d'eau rapide, au moyen de canaux de dérivation à grande pente. On en tire surtout parti dans l'exploitation des mines. En Californie, il a été employé avec succès au lavage des sables aurifères. Dans notre pays, des ingénieurs qui inspirent toute confiance ont proposé de s'en servir pour répandre sur le sol infertile des landes, les énormes amas de matières d'origine boueuse qui recouvrent certaines parties du versant septentrional des Pyrénées. 11 serait question, enfin, d'utiliser le courant qui doit prendre naissance entre la Méditerranée et les lacs amers de TÉgypte, au moment où la communication entre ces deux points sera établie. Ce serait la plus belle des applications de la pesanteur aux besoins de l'industrie. A ce moment, en effet, les lacs amers ne recevront pas moins de douze cents millions de mètres cubes d'eau, avant d'avoir atteint le niveau moyen de la Méditerranée. La force

30(> HttTOIEl DU TIÀYAU.

motrice résultant de l'irruption d'une telle masse a été calculée : elle suffirait largement pour balayer les matières de sable et d'aiigile ameublies qui résistent en ce moment avec succès aux dragues à sapeur. Ainsi, dans telle circonistance donnée, les forces ancien* nés peuvent nous rendre des services qu'on ne doit pas encore demander aux forces nouvelles. Observons d'ailleurs que l'industrie de l'bonmie trouve un avantage incalculable à reproduire, lorsque cela est possible, l'industrie de la nature. C'est par un procédé tout à fait semblable, que les eaux ont creusé les vallées d'érosion pendant les époques géologiques : les terres meubles, ainsi délayées et transportées au loin, se sont déposées au fond des mers et des lacs de l'ancien monde, pour construire une à une les puissantes assises sédimentaires du monde nouveau.

Les appareils qui utilisent la force gratuite du vent n'ont donné lieu, sur la terre ferme, qu'à des perfectionnements physiques de peu

d'importance. Les moulins à vent sont aujourd'hui, en Europe, ce qu'ils étaient en Asie, du temps des croisades. En Amérique, on a modifié ces appareils si lourds, de manière à pouvoir les placer au sommet de quelques édifices, d'où ils transmettent la force du vent à des industries qui fonctionnent aux étages inférieurs. Sur la mer, cette grande force a été admirablement utilisée, parce qu'on n'en possédait ^pas d'autre. L'usage des voiles carrées, en permettant aux plus lourds navires de s'é«lever contre le vent, a multiplié, dans une proportion très-notable, le nombre des engins de traction maritime et des navigateurs. Dans ce cas particulier, le progrès a été accompli avec Taide de quelques théorèmes de statique rela*tifs&la décomposition des forces. La physique générale a profité aussitôt de ce progrès. Les premières notions de physique du globe ont été recueillies par les marins, et ces notions à leur tour se sont transmises des uns aux autres, d'abord par la seule tradition, plus tard à

310 HtSTOlAE DU TRAYÀIL.

raisonnement et confirmé par l'expérience vers le milieu du xvii* siècle. Ce principe, dit dç r égalité de pretsion, se trouve formulé pour la première fois dans le traité de Pascal sur Téquiiibre des liqueurs. Depuis cette époque, on sdt que les liquides ont la propriété de transmettre, également et dans tous les sens, les pressions qu*ils reçoivent. Pour tirer de cette proposition une conséquence pratique, il a suffi de mettre en communication deux corps de pompe remplis d*eau et de diamètres différents. Si Tun des diamètres, par exemple, est dix fois moindre que l'autre, comme les surfaces correspondantes seront dans le rapport de 1 à 1 00, il suffira de charger Tune d'elles d'un poids de 1 kilogramme pour forcer l'autre à chasser un poids de 100 kilogrammes. De la sorte, deux ou quatre hommes occupés à pomper et ne dépensant que la force musculaire dont ils sont capables, développeront avec aisance, dans un temps suffisamment long, la force de deux cents ou quatre cents hommes. C'est, comme

mPLUfiNGE DE LA PHYSIQUE. 311

ùn le voit, une amplification des bons effets que les anciens avaient déjà obtenus de l'emploi du levier, surtout sous les formes de la roue et de la poulie. On ne comprend pas comment il serait possible, de nos jours, de se passer de la presse hydraulique. Manœuvrée à bras d'hommes, elle permet d'enfoncer les essieux dans les roue8 de wagons et de locomotives, de courber à chaud les épaisses plaques de blindage qui doivent recouvrir les extrémités d'un bâtiment cuirassé. La fabrication des vins et des bières y trouve le compresseur le plus énergique, surtout si Ton emploie la vapeur comme force motrice. Mais personne n'ignore que cette merveilleuse multiplication de la force est obtenue aux dépens du temps employé à effectuer le travail. Ex nikih nihil: rien ne se crée de. rien. Un effet utile aussi considérable n'est obtenu que d*une manière insensible, de telle sorte qu'il faut un temps très-long pour le produire. C'est l'application du principe suivant, qui résume toute la philosophie

312 mSTOlBE DU T&AYAIL.

de la mécanique : ce que Ton gagne en force, on le perd en vitesse; et réciproquement, ce que Ton gagne en vitesse ^ on le perd en force.

En vertu de ce principe, c'est-à-dire par la nature même des choses, les machines que nous avons rapportées au premier groupe ne pouvaient donc permettre d'espérer que Ton affranchirait jamais, d'une manière éclatante, la puissance productive des sociétés humaines. Sans doute il était possible de faire rendre à la force musculaire, au vent et à la pesanteur, un travail mécanique irrésistible; mais aussi longtemps qu'on ne sortait pas de ces trois forces, on était condamné à subir la tyrannie du temps. Nul effort considérable ne pouvait être réalisé, comme aujourd'hui, h vue d'œil. Cet état de la production convenait encore à des. sociétés dont les besoins s'éveillaient à peine et dont les mœurs étaient fatalement favorables à l'exploitation de la force musculaire, sous les noms d'esclavage ou de servage : il ne suffisait plus en aucune manière à l'ordre

aouveau qui tendit à s'établir en Europe dès le xv!"" siècle. A cette époque, dans les grands centres de population, les mœurs avaient perdu de leur dureté primitive; en même temps, par le fait seul de la multiplicité de ces grands centres, on voyait des masses d'hommes de plus en plus nombreuses se montrer de plus en plus exigeantes en matière de logement, de Yètement, d'alimentation et de transports. 11 devenait donc nécessaire, pour faire face aux besoins nouveaux, de mettre en œuvre des moyens mécaniques fondés sur un principe nouveau. Développer des forces énergiques au prix d'une grande perte de temps et d'une manière discontinue, étant ' désormais insuffisant, le problème industriel se posait nettement en ces termes : développer d'une nianière continue des forces énergiques, pendant un temps très-court. Sous peine^ie tomber en rétrogradation, les Européens étaient tenus de découvrir une quatrième force capable de résoudre ce problème.

3U HlSltmi DU TRATAa.

Cette force fut l'élasticité de la vapeur d'eaoi

Mais pour l'appliquer, il ne fallait rien moinj que fonder une science nouvelle^ adjoindrl la physique expérimentale à la physique d^ raisonnement et d'observation pure : ce qii| nécessitait avant tout la construction d'iiu^ truments propres à des expériences précoiH çues. Ces expériences, à leur tour, n'aurai®! jamais été instituées, si un petit noinbi^ d'esprits supérieurs n'avaient eu la confiano^ que la nature obéit à des lois iSxes dont la dé^ couverte n'est pas interdite à l'espèce humaina Ainsi les recherches de Galilée, qui ouvreni la période moderne de la physique, les expériences de Torricelli, de Pascal, d'Otto di Guericke sur la pression atmosphérique, è Neivton sur la lumière et la chaleur^ de Blacl sur la vaporisation et le calorique latent, è Oalvanî sur Télectricité, d'Ampère sur le magnétisme terrestre, sont le produit immédiat d'une conception du système du monde, toul« différente de la conception qui avait suffi am

sociétés anciennes et suffit encore aujourd'hui aux Asiatiques, aux Africains, aux Océaniens, aux habitants de Test de l'Europe et auK classes ignorantes de l'occident civilisé. Le thermomètre et le baromètre n'ont fait la machine à vapeur, que parce qu'ils sont eux-mêmes le résultat d un progrès philosophique préalable. A partir de Tavénement de la physique expérimentale, on suit avec plus d'aisance l'enchaînement des progrès matériels que la science pure a engendrés, et l'on s'explique mieux l'influence des facultés de l'esprit sur la marche de l!industrie humaine.

La machine h double effet, celle qui fait agir la force élastique de la vapeur alternativement auHlessus et au dessous du piston, n'a pas été imaginée par Watt, du premier coup : elle a été précédée de la machine à simple effet, qui fut la première invention de Watt et que l'on emploie généralement aujourd'hui dans les exploitations de mines de houille, sous le nom depmpe à fw. C4elle-ci n'est que le perfec-

318 HffTOIRE DU TEATAIL.

sent plutôt la chaudronnerie que la physique •' aujourd'hui encore, cet organe et le foyer qui lui transmet la chaleur sont construits sur des données empiriques; la méthode des sciences ne leur ayant été appliquée jusqu'ici que très-imparfaitement, ils donnent lieu à une consommation de combustible fort exagérée. Il n'en est pas de même du cylindre et du condenseur. Chacun sait que Tinveution capitale de Watt a consisté h isoler, Tun de l'autre, ces deux organes qui, dans la machine défectueuse de Newcomen, n'en faisaient qu'un. Or cet immense progrès, qui assura le fonctionnement rapide et continu des moteurs à feu, ainsi qu'une économie énorme de charbon, aurait été impossible si Watt n'avait possédé la théorie physique de la condensation de la vapeur d'eau. D'autres mécaniciens auraient pu concevoir l'idée de séparer les deux organes; mais s'ils avaient ignoré cette théorie physique, ils seraient infailliblement arrivés à construire une nouvelle ma-

3ù les conditions climatériques font de Tex- Iraction de la houille une question de vie ou de mort. En résumé, les hommes et les chevaux ne pouvaient fournir ni énergie, ni continuité, ni rapidité dans le travail ; la machine de Newcomen, qui remplaça la force musculaire, donna Ténergie, sans continuité ni rapidité ; la première machine de Watt donna l'énergie et la continuité, mais elle travaillait avec lenteur; enfin, la deuxième machine de Watt réalise les trois effets ensemble, elle travaille énergiquement, toujours et vite.

Le rôle de la physique expérimentale s'accentue davantage à mesure que Ion s'élève dans chacune des phases de ce développement.

Dans la machine à simple effet de Watt, si nous faisons abstraction des pièces accessoires, nous n'avons à envisager que trois organes : — la chaudière, le cylindre et le condenseur. La chaudière ne doit pas nous arrêter, parce que les perfectionnements dont elle profita entre les mains de Watt intéres-

310 HI8T0IBB I>0 TEÀYÂIL.

un poids donné de vapeur d*eau, ainsi que la température de Teau froide et celle de la vapeur. Mais comment aurait-il pu faire un tel calcul si les physiciens de son époque n'avaient été familiers avec les phénomènes de la condensation et du calorique latent ? Gomment enfin ces physiciens seraient-ils arrivés à constater que Teau absorbe, en se transformant en vapeur, une quantité de chaleur précisément égale à celle que cette même vapeur restitue lorsqu'elle se convertit en eau, s'ils n'avaient possédé un instrument exact pour la comparaison des températures de Teau et de la vapeur? Cet instrument fut le thermomètre à mercure. Mais avant d'être Tappareil de précision que nous connaissons maintenant, avant de pouvoir se prêter à des recherches de cet ordre, le thermomètre dut passer lui-même par une série de perfectionnements indispensables à la science nouvelle.

Telle est la première filiation que l'histoire de la machine à vapeur permet d'établir, lors-

■ I f^M ■■■ I ■ Il W^M^

q[Vâ'on remonte de sa forme présente aux théoqui ont dégagé cette forme. Si mainteon poursuit la filiation à travers les faits q[ui ont produit la machine atmosphérique,

ce précurseur de la machine à vapeur, —

on est conduit e# face d'un autre instrument d'expériences dans lequel le verre et le mercure jouent encore le premier rôle — en face du baromètre.

Nous avons dit que la machine de Newcomen était la réalisation de Tidée qu'avait eue Papin, d'utiliser la pression atmosphérique comme force motrice, el la vapeur d'eau pour faire le vide dans un vase fermé.

Or il est évident que Papin n'aurait pas eu cette idée si les savants du xv!!"* siècle n'avaient démontré, par une foule d'expériences variées, que l'air exerce autour de lui, dans tous les sens, une pression considérable. Et les savants, à leur tour, n'auraient pu mettre cette vérité en évidence, s'ils avaient été privés du baromètre. Ajoutons que cet appareil a été

392 mSTOIRK DU TRAYAIL,

imaginé du premier coup, tel qu'il a fcmctlonné ensuite dans les diverses démonstrations de la pesanteur de Tair ; tandis que le thermomètre a dû subir de nombreux perfectionnements pendant près de deux siècles, avant de pouvoir servir à la détermination des températures relatives de la glace, de Teau bouillante et de la vapeur. Les dates portent ici leur enseignement avec elles. Torricelli invente le baromètre vers 1643, pour faire sa fameuse expérience du vide^ qui devait suggé* rer quelques années plus tard, à Pascal, les expériences du Puy-de-Dôme et de la tour St* Jacques, à peu près au moment oil Denis Pa« pin venait au monde. Pendant la jeunesse de Papin, Otto de Guericke complète la démonstration de Torricelli et de Pascal, en produisant la machine pneumatique, dont les services permirent aux physiciens de peser Tair invisible. A partir de ce moment, les inventeurs peuvent essayer d'utiliser le poids de l'air à transporter d'autres poids. Aussi, moins de

INFUTENCÉ DE LA PHTSlQtE. 323

quarante-Kîînq ans ajrès l'apparition du baromètre, voit-on se produire la tentative de Papin , méconnue d'abord, mais dont le principe est bientôt repris et appliqué avec un demisuccës. La seconde phase de la création des moteurs à vapeur est de plus lougue durée que la première : il faut attendre près de quatrevingts ans le progrès qui fît de la pompe à feu de Newcomen la pompe à feu de James Watt. Une perte de temps aussi regrettable doit être exclusivement imputée à Tétat d'im» perfection du thermomètre, car à peine les dispositifs de Réaumur et de Celsius furent-ils connus, que tout aussitôt les physiciens s'en emparèrent et qu'en moins de viugt années la théorie de la chaleur fut élucidée d'une ma-* nière assez complète pour satisfaire aux be« soins delà pratique industrielle. C'est que la construction d'un themomètre définitif offrait des difficultés bien autres que celles inhérentes à la construction du baromètre. Dans les deux cas, il s'agissait de montrer aux yeux des faits

.124 HISTOIRE DU TRAYAa.

qui nétaient point tombés jusqu'alors sous le sens de la vue. Seulement, pour franchir la première phase de la création de la force nou- \elle, il suffisait de prouver que Tair est pesant ; tandis que, pour franchir la seconde, il fallait quelque chose de plus qu' une preuve, il fallait des mesures calorifiques nombreuses, délicates et précises. 11 importe aussi d'ajouter que les expériences barométriques eurent cette bonne fortune d'être exécutées par des savants de premier ordre. Galilée observe le premier que Teau s'arrête invariablement à la hauteur de trente-deux pieds, dans les tuyaux d'ascension des grandes pompes du palais ducal à Florence : Torricelli médite sur la constance de ce fait et, par un trait de génie véritable, imagine de répéter l'expérience avec un tube rempli de mercure; enfin, presqu'aussitôt, le baromètre tombe entre les mains de Pascal, rhomme du dix-septième siècle qui cachait, sous les apparences du rêveur, le tempérament scientifique le plus vigoureux. Le ther-

nomètre, au contraire, n'a été manié que par le simples constructeurs ou des savants de second ordre, si Ton 'excepte Newlon, qui réalisa un perfectionnement capital en substituant deux points fixes extrêmes aux graduations iont on s'était contenté jusqu'alors. Ainsi, le développement de la puissance productive des sociétés n'est pas dans la seule dépendance des conditions matérielles, qui paraissent tracer au progrès sa route à travers le temps. L'action de l'homme, en définitive, est souveraine, ici, comme dans toutes les choses qui font la grandeur et les difficultés de la vie, chez les êtres sociables.

La machine à vapeur n'a pas seulement amélioré le régime industriel des contrées dans lesquelles elle s'est établie : elle a fait quelque chose de plus important,, s'il est possible.

Issue des progrès de la physique moderne, elle a contribué, en retour, à imprimer à cette science un élan nouveau : elle a permis d'en- 'ï'evoir cette théorie mécanique delà chaleur,

3%b HOTOIKE DU TRàTAIL.

qui a servi de point de départ à de» découvertes entièrement neuves, découvertes dont la puissance productive de l'avenir doit tirer le plus grand profit. Dans les dernières années du xvn* siècle, les savants rompirent avec les in* certitudes anciennes touchant les phénomènes physiques de la chaleur : mais ils remplacèrent ces incertitudes par une doctrine erronée qui a régné jusqu'à nos jours. Pour eux, les divers états de la matière, solide, liquide et gazeux, étaient dus à Texistence, dans les corps, d'un fluide impondérable qu'ils désignaient sous le nom de calorique. Il est reconnu désormais que ce fluide n'existe pas, et que la chaleur n'est qu'une manifestation particulière du mouvement des molécules des corps, un état vibratoire ^ifin. Il est reconnu aussi quelalunoiière, râectrîoité, le magnétisme et l'affinité chimique sont des états vibratoires d'ordres différents : de telle sorte que les cinq forces ne sont que des modes distincts de mouvement, ce qui ramène d'un seul coup la physique et la chimie

L la mécanique. Or, ces hautes spéculations >]it eu pour point de départ certaines ré* lésions sur la puissance motrice du feu, rélexions suggérées par l'étude attentive des ^aits qui se produisent dans l'intérieur du con* lenseur des machines de Watt«

Il serait impossible d'énumérer briè?ement 'ous les services que le thermomètre et le baromètre ont rendus à la puissance productive.

Rappelons seulement que ces deux petits appareils ont contribué, pour une grande part, à l'établissement de notre système de poids et mesures. Le premier dément de ce système est le mètre, qui exigea la mesure préalable d'un arc du méridien. Delambre et Méchain, qui exécutèrent cette mesure à l'aide d'observations et de calculs astronomiques, ne pouvaient se passer du thermomètre et du baromètre, sous peine d'arriver à des résultats défectueux, par suite de la réfraction atmosphérique. Dans ce même ensemble de mesures, introduit en Occident parles Français, Tunité

328 HISTOIRE DU TRAVAa.

de poids n*a pu être obtenue sans le ' secours du thettnomètre, puisqu'on a voulu que It gramme eût exactement lé poids d'un centimètre cube d'eau, prise à la température qui correspond à son maximum de densité. ^

C'est au thermomètre, en quelque sorte, quo les Etats du Nord de l'Amérique doivent leur prépondérance. Avant que Franklin et les baleiniers de TAtlantique n'eussent fait des observations rigoureuses sur la température des eaux du Gulf-Stream^ on ne connaissait pas les limites qui séparent ce courant chaud des masses d'eau glacées environnantes, à la hauteur de la Nouvelle-Ecosse, de NevsrT-York, des caps de la Delavsrare et de là Ghesapeak. Aussi les ports de TAmérique du Nord étaientils bien moins fréquentés que les ports du Sud. Mais lorsque le parcours du grand fleuve océanien eût été tracé avec précision, les navires purent éviter les froids rigoureux et les bourrasques de neige qui les obligeaient souvent, au cœur même de la belle saison, à. fuir

vers le golfe dii Mexique, Les ports du Nord purent^tre abordés par des voies sûres, et leur prospérité rapide servit à élever la puissance industrielle de TUnion américaine, — puissance qui paraît appelée à l'utile fonction d'effacer partout les derniers vestiges des civilisations militaires.

Rappellerons-nous que le baromètre a permis de faire les cartes géographiques des terres émergées, exactement conime la sonde permet de connaître le relief du fond des mers? Sans le baromètre, on ne comprend pas qu'il eût-été possible d'entreprendre ces nivellements de l'Europe et de l'Amérique, qui ont jeté de si grandes clartés sur la géologie et rendu de tels services à l'établissement des chemins de fer.

Mentionnons enfin l'utilité capitale du thermomètre et du baromètre dans la météorologie. C'est le premier de ces instruments qui a conduit à connaître la distribution de la chaleur à la surface du globe, connaissance dont

330 HISTOIEE DU TRAYAIL.

l'agriculture ne pourra bientôt plus se passer. Quant au baromètre, n'est-ce pas d'après ses indications toujours sûres que le marin est prévenu de rapproche de la tempête, souvent même de la direction, de la force et de la nature du coup de vent qui doit Tassaillir ? 11 suffît de compulser le questionnaire que TAmirauté anglaise a fait composer, dans ces dix dernières années, à l'usage des navigateurs en particulier et des voyageurs en général (1), pour avoir une idée du nombre et de l'importance des recherches utiles qui nécessitent l'emploi du thermomètre et du baromètre.

Pour terminer ce paragraphe, il nous fau* drait maintenant énumérer les perfectionnements survenus dans les diverses branches de réiectricité, du magnétisme, de la lu* mière et de l'acoustique. Déjà, nous avons montré par quelle série de travaux la science

(1) A Marmal of $cientific enquiry, prepared for the «se of officiera in Her Majesty's navy, and travellers in gênerai. I^ndres^ John Murray, Albermale stredt.

des phénomènes électriques avait dû passer, a^ant de produire la pile de Volta. Mais cette pile ne suffisait point encore pour donner nais*sance au télégraphe électrique. Disposée d'une façon convenable, elle fournit le courant nécessaire au fonctionnement de Tappareil ; elle ne donne pas le mécanisme. Avant de songer h utiliser le courant voltaïque pour la transmission des dépêches, les physiciens ont dû créer une branche nouvelle de la physique :

il a fallu constituer, par les expériences d'OËrstedj d'Ampère et d'Arago, Télectro-magnétisme — dont le point de départ est dans l'observation de ce fait naturel, que la foudre dévie les aiguilles aimantées lorsqu'elle tombe dans leur voisinage. Vers 1820, un profèssetir de Copenhague, l'enthousiaste et persévérant QËrsted, parvint à mettre en évidence un fait qu'il soupçonnait depuis longtemps : il montra que l'aiguille aimantée s^écarte de sa position d'équilibre quand on fkit circuler audessus ou au-dessous d'elle un courant vol-

33i HlgTOIBX DU TRAYAR.

taïque. L'action réciproque des aimants et des courants étant ainsi révélée, il arriva à Télectro-magnétisme cette bonne fortune d'attirer immédiatement l'attention d'un homme de génie : Ampère s'éleva, du premier coup, à des généralisations que les belles expériences de Faraday confirmèrent bientôt. D'autre part, l'expérience d'OErsted était à peine connue que l'esprit si pénétrant d'Arago s'en emparait : on reconnut alors que le courant n'agit pas seulement sur l'aiguille de la boussole, mais aussi sur le fer doux qui n'a pas été préalablement aimanté. Les savants possédaient désormais un moyen pratique de donner et de retirer tour à tour, à ce métal, une aimantation artificielle. De proche en proche, la théorie rassemblait tous les éléments nécessaires à la construction d'un mécanisme électro-magnétique. Le génie inventif pouvait dès-lors se donner carrière. Sœmmering avait déjà songé à utiliser les décompositions chimiques produites par le courant ; Ampère proposa d'em-

ployer le galvanomètre pour la transmission des dépêches; enfin Wheatstone et Steinheil ont construit, les premiers, «des télégraphes qui fonctionnaient régulièrement.

La Jumière artificielle n*a point encore été l'objet de travaux scientifiques offrant ce caractère d'utilité pratique universelle. Cependant notre siècle a vu les plus merveilleuses expériences touchant la vitesse de propagation de la lumière : il suffit de rappeler à cet égard les noms d'Arago, de Wheatstone, de MM. Fizeau et Bréguet, Léon Foucault et Froment. La mesure de la vitesse de* la lumière à la surface de la terre est l'un des plus séduisants problèmes de la physique expérimentale, à cause des rapports qu'elle établit entre cette science et l'astronomie. Nul ne peut dire ce qu'il adviendra de ces hautes recherches. Il était permis de croire, il y a vingt ans, que les formes, les distances, les grandeurs et les mouvements des astres nous étaient seuls accessibles, et que nous ne pourrions jamais

334 SKIOIU DU TiàTAIi*

étudier {Mur aucun moyen les phénomènes phf j siques et chimiques relatifs à ces mondes élûi| gnés. Cependant les observations sur les ta] ches du soleil et les orages magnétiques, sorli lumière des comètes et la courbure des qm^ de ces météores, ont rapidement conduit lit constitution d'une science nouvelle, Tasti^nomie physique. Plus récemment, l'anatyie attentive des raies du spectre solaire et la comparaison de ces lignes avec celles que produisent les flammes de métaux bien connus, nous ont donné de lire, par la physique, daos la composition chimique du soleil. Étendue aux autres corps célestes, la même méthode pe^ met d'acquérir chaque jour de nouvelles connaissances, touchant la nature des éléments minéraux dont se composent ces corps. Il est impossible de conjecturer ce que la puissance productive des habitants de la terre doit gagner à cet agrandissement inattendu de Fastronomie. Mais n'est-ce pas déjà un surcroit de force que ce sentiment nouveau qui se déve*

loppe dans rhomme moderne, lorsqu'il lui est donné de pénétrer de plus en plus ayant, dans les entrailles de la création universelle ?

Si nous descendons de ces hauteurs pour nous demander ce que les applications de la théorie physique de la lumière ont produit d*utile dans la vie de chaque jour, nous trouvons les lampes Carcel, le gaz, la lu*mifere électrique, et cette belle ceinture de phares qui s'allume chaque soir au coucher du soleil, sur toute Tétendue des côtes d'Europe. Le problème résolu par la plus simple de nos lampes actuelles est un problème très «complexe, intéressant à la fois la physique et la chimie. Le gaz produit par la distillation de la houille, en éclairant nos lieux publics^ nous a rendus plus exigeants pour le mode d'éclairage des côtes maritimes, qui est surtout le l'ésultat des beaux travaux d optique de Fresnel, des expériences d'Arago et de l'habileté mécanique de Topticien Soleil. Ce mode d'éclairage a rendu à l'industrie des transports

maritimes des services dont elle ne pouvait ' plus se passer. Les phares n'empêchent pas seulement bien des naufrages ; par cela qu'ils permettent d'entrer au port, de nuit comme de jour, ils abrègent les voyages, diminuent le fret et les primes d'assurances, ce quinse traduit par une augmentation notable dans le mouvement des voyageurs, des dépêches et des marchandises. C'est la lumière enfin qui a produit l'invention de Daguerre ^t la photographie, dont la portée sociale est immense, au point de vue de l'éducation esthétique des Européens.

La dernière branche de la science générale qui nous occupe est l'acoustique. L'étude de la production et de la propagation des ondes sonores dans les milieux élastiques, en rendant compte des phénomènes qui influent sur les qualités des sons, acquiert par cela même une valeur pratique immédiate. Sans parler des applications qui peuvent en être faites avec avantage, dans la construction des édifices pu-

blics, on peut citer rimmense développement qu'a pris, de nos jours, la fabrication des instruments de musique. Les lois qui règlent les vibrations des cordes et des tuyaux n'étaient point connues, antérieurement au xvu* siècle: il était donc matériellement impossible, avant cette époque, de rendre familières à un grand nombre d'individus les belles compositions musicales, si ce n'est par l'intermédiaire du chant. Les constructeurs d'instruments ne pouvaient alors travailler que pour les églises, les palais et les châteaux : le théâtre et les autres appareils d'éducation collective n'existaient qu'à l'état rudimentaire, en même temps que le foyer domestique était presque universellement fermé aux jouissances de l'art musical.

Cet art, en un mot, se réduisait à des aspirations qui ne pouvaient être développées, faute d'instruments propices. Dans 'ces conditions, le nombre des belles œuvres s'accroissait avec une lenteur extrême, et comme le milieu ne se trouvait pas favorable à l'épanouissement

338 mtTOIRE DU nULTAIL.

de ces œuvres, les artistes étdent rares. Avec le XTUi' siècle, Tart musical prend son essor, parce que les progrès de l'acoustique ont permis de remplacer des idées vagues par des règles fixes. Les compositeurs, les constructeurs et les exécutants se multiplient : l'instrument de musique devient un meuble de la maison ; l'opéra, le concerto, la symphonie élèvent l'idéal humain dans tous les sens. Désormais le travailleur possède un moyen d'apaiser les soucis que lui font les difficultés de sa tâche et les misères de la vie en société. Pour le penseur, qui contribue dans une si large mesure, au développement de la puissance industrielle, une belle exécution musicale est une véritable détente de l'esprit. Ainsi, en permettant depuis deux siècles, de traduire en langue humaine les aspirations, les désirs, les joies et les douleurs de notre race, la science des sons a véritablement donné un ressort de plus à nos énergies productives.

Nous ne devons pas omettre, à ce sujet, de

mentionner le concours efficace que Télectricité vient d'apporter à Tacoustique. En faisant servir la lumière électrique à projeter, sur un large écran, l'image agrandie des vibrations sonores, on a pu apporter dans l'étude de ces phénomènes un élément d'investigation incomparable. De même que le baromètre a fait voir les mouvements de la chose invisible que nous appelons l'air, de même cette combinaison permet de voir les vibrations des ondes invisibles produites dans ce milieu. Des essais, très-imparfaits encore, mais qui ne font peutêtre que devancer le temps, ont permis d'obtenir sur une plaque sensible une espèce de photographie des ondes sonores émises par la parole humaine. 11 semble que ceci devrait être la dernière limite du possible et du merveilleux : et cependant les résultats qu'a entraînés la physique expérimentale depuis Galilée autorisent de bien autres espérances.

c'est cet appareil qui a permis à Lavoisier de faire pour la chimie ce queTorricellî et Pascal, armés du baromètre, ont fait pour la physique, — c'est-à-dire de constituer une science expérimentale, susceptible de donner satisfaction à des besoins définis.

Vers la fin du xyiu^ siècle, les savants croyaient toujours que la combustion des corps s'opère en vertu du dégagement d'une substance particulière appelée phlogistique. De là il résultait que les corps devaient perdre de leur poids par la combustion ; et, à deux ou trois exceptions près que Ion ne s'expliquait point, cette croyance était tellement conforme à la seule apparence des choses, qu'il ne venait à ridée de personne d'en douter, à plus forte raison d en vérifier l'exactitude. Mais le doute salutaire s'était glissé dans Tesprit de Lavoisier, grâce à l'influence que la philo* sopbie de Gondillac avait exercée sur lui. La réforme de la chimie commença donc par des pesées, — autrement dît, selon le précepte

de Bacon^ parlamesureimpartiale des choses.

Grâce à une suite de perfectionnements introduits dans la balance par les besoins du commerce, l'extension des principes de justice dans les échanges, le développement de certaines industries de précision comme l'horlo-* gerie, et surtout par les exigences du trafic des monnaies et des pierres fines, cet instrument avait acquis une sensibilité merveilleuse. Ce n'était plus cette application grossière de la théorie du levier, qui suffisait aux premiers Romains, alors que l'épée de Brennus pouvait trouver place dans l'un des plateaux : la délicatesse des nouveaux appareils en avait fait, au siècle dernier, de véritables instruments à l'usage des sciences. Il faut ajouter que les nombreuses recherches dont la physique expérimentale était l'objet, depuis plus d'un siècle, «avaient rendu familier aux savants le maniement de la balance. Les chimistes s'en ser* raient fréquemment eux-mêmes^ pour peser l^H substances qu'ils voulaient allier ou combi-

;Hi HISTOIRE DU TRAVAIL.

ner. L'emploi supérieur que La voisier sut faire de la balance en chimie fut surtout le résultat (le cette pensée profondément neuve pour Tépoque: — Bien ne se perd ^ rien ne se -crée. Cette formule revient plus d'une fois dans les écrits de Lavoisier : appliquée à l'étude des phénomènes chimiques, elle devait tout naturellement le conduire à vérifier si, pendant la combustion des corps, il y a véritablement perte de matière. La balance chimique lui montra, — et seule elle pouvait le lui montrer, — que c'est l'inverse qui se produit. De là cette magnifique découverte de l'oxygène, qui amena dans la science et dans ses applications le progrès que chacun sait.

11 se produisit sur ce point quelque chose d'analogue à ce qui s'était produit en physique pendant le siècle précédent. Vers le temps de Pascal , l'exemple si frappant de la presse hydraulique, développant un travail considérable, bien qu'au prix d'une grande dépense de temps, avait rendu sensible ce grand principe

de mécanique générale : — Tout ce que ton gagne en force ^ on le perd en vitesse ; principe qui n'était qu'une anticipation de la formule chimique : — Rien ne se perd, rien ne se crée. Dans les deux cas , l'esprit humain s'était fait une jeunesse nouvelle, parce qu'il avait accepté de borner ses ambitions à ce que permet la nat ure des choses .

On ne peut lire sans admiration les mémoires de Lavoisier à l'Académie des sciences : il semble que l'on assiste à l'éclosion d'un nouveau monde. Et l'on voit clairement que ce monde est sorti de la mise en pratique des principes formulés antérieurement par quelques penseurs.

Le réformateur de la chimie n'a jamais dédaigné d'entrer dans les plus minutieux détails des opératiojis qu'il poursuivait : c'est ainsi que nous sommes initiés à tout ce que renfermait son laboratoire. En outre d'une forte balance dont le fléau mesurait 3 pieds de long, ce sanctuaire en possédait deux autres ; l'une