CARACTERES DES SUBSTANCES MATERIELLES ET NON MATÉRIELLES

Toutes les substances que nous avons étudiées, comme produits de la dissociation de la matière, se sont présentées avec des caractères visiblement intermédiaires entre ceux de la matière et ceux de l'éther. Elles possèdent parfois certaines qualités matérielles. Telle l'émanation du thorium et du radium qu'on peut condenser de même qu'un gaz et enfermer dans un tube. Elles présentent également plusieurs qualités des choses immatérielles comme cette même émananation qui, à certaines phases de son évolution, s'évanouit en particules électriques. Ce phénomène représente une transformation très nette d'un corps matériel en une substance immatérielle.

C'est en voyant la matière perdre ses caractères et surtout ceux dont on ne pourrait la priver par aucun moyen, que nous sommes autorisés à dire qu'elle a perdu sa qualité de matière.

Parmi ces caractères il y en a un de tout à fait prépondérant puisque c'est le seul qui permette de la définir. Les propriétés habituelles de la matière la solidité, la forme, la couleur, etc., sont destructibles. Un bloc de rocher peut, par la chaleur, être transformé en vapeur. Une seule propriété, la masse mesurée par le poids, reste invariable à travers les transformations des corps et permet de les suivre et de les retrouver, malgré tous leurs changements. C'est sur cette invariabilité de la masse que la chimie et la mécanique ont été bâties.

La masse ^ n'est, on le sait, que la mesure de l'inertie, c'est-à-dire de la propriété d'essence inconnue possédée par la matière de résister au mouvement ou aux changements de mouvement. Sa grandeur, qui peut être traduite par un poids, était considérée comme une quantité absolument invariable pour un corps donné, quelle que fût sa vitesse ou les conditions dans lesquelles on le plaçait. Il faut nécessairement considérer comme très différente de la matière une substance dont la masse peut être rendue variable par un moyen quelconque.

Or, c'est justement cette variabilité de la masse que l'on constate dans les particules électriques émises parles corps radio-actifs pendant leur désagrégation. La variabilité de cette propriété fondamentale nous permettra de dire que les éléments résultant de la dissociation des corps et qui sont, d'ailleurs, si différents, par leurs caractères généraux, des corps maté-

1. Voici les définitions de la masse données par Poincaré : € La masse peut ■ être définie de deux manières. !• Par le quotient de la force par l'accélération ; « c'est la véritable définition de la massa qui mesure l'inertie des corps. 2° Par « l'attraction qu'exerce le corps sur un corps extérieur. Nous devons donc « distinguer la masse coefficient d'inertie et la masse coefficient d'attraction. « D'après la loi de Newton, il y a proportionnalité rigoureuse, entre ces deux • coefficients •.

riels, forment une substance intermédiaire entre la matière et l'éther.

Ce qui n'a pas d'inertie ne saurait être de la matière, mais une substance douée d'inertie n'est pas nécessairement de la matière. L'électricité, par exemple, diffère essentiellement de la matière et cependant possède de l'inertie. On l'a reconnu dès qu'il fut constaté qu'un courant ne s'arrête pas instantanément.

Bien avant les théories actuelles sur la structure du fluide électrique, que l'on suppose maintenant formé par la réunion d'atomes particuliers, dits électrons, on avait constaté que ce fluide possède de l'inertie, c'est-à-dire de la résistance au mouvement ou au changement de mouvement ; mais, dans ces derniers temps seulement, on est arrivé à mesurer cette inertie.

Les décharges oscillantes des bouteilles de Leyde furent un des premiers phénomènes qui révélèrent l'inertie du fluide électrique. Ces décharges oscillantes sont comparables aux mouvements que, par suite de son inertie, prend un liquide versé dans un tube en U, avant d'atteindre sa position d'équilibre. C'est également en vertu de l'inertie que se produisent les phénomènes de self-induction.

Puisque la matière et l'électricité possèdent de l'inertie, il est évident qu'un corps portant une charge électrique a une masse supérieure à celle du mêmer corps non électrisé. Mais cette masse additionnelle est si faible qu'aucun moyen ne permet de l'apprécier et la masse matérielle, électrisée ou non, reste invariable, quelle que soit sa vitesse.

Mais supposons que nous arrivions à séparer les atomes électriques de leur support matériel, à leur imprimer une certaine vitesse et à mesurer cette vitesse, nous pourrons savoir alors si la masse électrique varie avec la vitesse.

2. — VARIABILITÉ DE LA MASSE DES SUBSTANCES INTERMÉDIAIRES ENTRE LA MATIÈRE ET L'ÉTHER.

Tant qu'on n'a pas su mesurer la masse des particules électriques, il était permis de la supposer aussi invariable que celle de la matière ; dès qu'elle a pu être calculée on a constaté sa variation avec la vitesse.

Les premières expériences sur ce sujet sont dues à Kaufmann et Abraham. Ils ont observé sur une plaque photographique la déviation, sous l'influence d'un champ magnétique et d'un champ électrique, des particules p émises par un corps radio-actif. Ces particules ayant des vitesses différentes, sont déviées inégalement et, par conséquent, au lieu de tracer un point sur la plaque photographique, y inscriTent une courbe dont on peut mesurer ensuite les coordonnées.

La variation de la masse des particules électriques avec leur vitesse constatée par plusieurs observateurs est théoriquement explicable. On peut comparer la masse de l'atome électrique circulant dans l'éther à celle d'un corps matériel traversant un fluide. Une sphère circulant rapidement à travers une couche d'eau, par exemple, entraîne dans son sillage un tourbillon qui augmente sa masse réelle d'une masse artificielle.

Il en serait de même pour le tourbillon, dit sillage électro-magnétique, qu'entraîne avec lui le corpuscule électrique en mouvement. Ce tourbillon augmente sa masse et varie suivant la vitesse, à cause des forces électro-motrices d'induction provoquées par lui. La particule électrique, en effet, ne voyage pas isolée. Elle est entourée de lignes de forces magnétiques, et ses variations de rapidité produisent des courants d'induction qui sont l'équivalent de l'inertie matérielle et s'opposent, comme elle, aux variations de vitesse.

PROPRIETES DES SURSTANCES INTERMEDIAIRES

La variation de la masse des particules avec leur vitesse est d'accord avec la théorie électro-magnétique de la lumière et avait déjà été pressentie par divers auteurs, Larmor, notamment. Elle suffirait à prouver que les substances présentant une telle propriété ne sont plus de la matière. C'est pourquoi Kaufmann

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FiG. 20.

Variations de la grandeur de la masse avec la vitesse, celle de la lumière étant prise comme unité.

déduit de ses observations que l'électron émis par les corps radio-actifs « n'est autre chose qu'une charge électrique, distribuée sous un volume ou une surface de dimensions très petites ».

En mettant sous forme de courbe l'équation d'Abraham, on voit très bien de quelle façon la masse des éléments de matière dissociée varie avec leur vitesse. D'abord peu variable, même pourdes vitesses considérables, elle augmente brusquement e^ tend

finalement à devenir infinie, dès qu'elle s'approche de la vitesse de la lumière ^.

Tant que la masse n'a pas atteint une Titesse égale à 20 °/o de celle de la lumière, c'est-à-dire ne dépassant pas 60.000 kilomètres par seconde, sa grandeur, représentée par 1 à l'origine, reste à peu près constante (1,012). Quand la vitesse est égale à la moitié de celle de la lumière, soit 150.000 kilomètres par seconde, la masse n'est encore accrue que de 1/10 (1,119). Quand la vitesse est égale aux 3/4 de celle de la lumière, l'augmentation de la masse demeure encore faible (1,369). Lorsque la vitesse est égale aux 9/10 de celle de la lumière, la masse n'a pas encore tout à fait doublé (1,82); mais dès que la vitesse atteint les 0,999 de celle de la lumière, la masse est sextuplée (6,678).

Nous sommes bien près de la vitesse de la lumière et la masse n'a fait encore que sextupler, mais c'est maintenant que les chiffres déduits de l'équation vont

1. Uax Abraham a donné pour exprimer ces variations l'équation suivant* :

-on 1^0 représente la valetir de la masse électrique pour de petites vitesses, ' = — , le rapport de la vitesse q de cette masse à celle e de la lumière et

Dads le bat d'obtenir une représentation graphique de la variation de la masse en fonction de sa vitesse, j'ai mis l'équation précédente sous une forme oà le

rapport — apparaît comme une fonction explicite du rapport ° = - : J'ai pris

Ho '^

pour abscisses les valeurs du rapport ^ = x et poui- ordonnées Us valeurs do

rapport— = y.

L'équation de la courbe devient alors :

y=i.ryif!iogi±£-il

* 4x»L 2ar ^ 1-x J

L'horizontale y=l correspond à — = 1 et représente la grandeur constante

4e la masse mécanique. Pour détacher plus vite la courbe, j'ai adopté une échelle des ordonnées égale à 10 fois celle des abscisses. La réduction trop grande de la courbe nécessitée par le format de ce livre a rendu les nombres peu lisibles. Les chiffres exprimant les variations de la masse en fonction de la vitesse ont éié calculés avec 8 décimales. Les plus intéressants sont donaés dans ie texte.

grandir singulièrement. Pour que la masse de l'atome électrique devînt vingt fois plus grande (20,49), il faudrait que sa vitesse ne différât de celle de la lumière que d'une fraction de millimètre. Pour que sa masse devînt cent fois plus grande, il faudrait que sa vitesse ne différât de celle de la lumière que d'une fraction de millimètre représentée par un nombre comprenant 58 chiffres. Si, enfin, la vitesse de l'atome électrique égalait exactement celle de la lumière, sa masse deviendrait théoriquement infinie. Ces derniers résultats ne sont vérifiables par aucune expérience et ne représentent, évidemment, qu'une extrapolation. Il ne faudrait pas cependant considérer comme absurde a -priori l'existence d'une substance dont la masse augmenterait dans d'immenses proportions quand sa vitesse, déjà très grande, ne varierait que d'une faible fraction de millimètre. L'accroissement considérable d'un effet, sous l'influence de la variation minime d'une cause, s'observe dans beaucoup de lois physiques traduisibles par des courbes asymptotiques. Les variations immenses de grandeur de l'image d'un objet pour un faible déplacement de cet objet, quand il est très près du foyer principal d'une lentille, en fournissent un exemple. Supposons qu'un objet soit placé à 1/10 de millimètre du foyer d'une lentille ayant 10 centimètres de foyer. L'équation générale des lentilles nous montre que son image sera grandie mille fois. Si l'objet est rapproché de 1/100 de millimètre, son image sera théoriquement grandie cent mille fois. Si, enfin, l'objet est placé au foyer même de la lentille, son image sera théoriquement infinie. Toutes les fois qu'une loi physique peut se traduire par des courbes analogues à la précédente, la moindre modification de la variable entraîne des variations extrêmement considérables de la fonction dans le voisinage de la limite *.

1. Je ferai remarquer en pasiant, et cette observation explique bien des ëvénements historiques, que ce ne sont pas seulement les phénomènes physiques, mais beaucoup de phénomènes sociaux qui peuvent être également traduits

Laissant de côté ces considérations théoriques et revenant aux données de l'expérience, nous pouvons dire ceci : les particules produites pendant la dissociation de la matière possèdent une propriété qui ressemble à l'inertie, et se rapprochent en ceci de la matière ; mais cette inertie, au lieu d'être une grandeur constante, varie avec la vitesse et, sur ce point, les particules de matière dissociée se différencient nettement des atomes matériels.

L'étude des propriétés de l'inertie de ces éléments entraîne, on le voit, à les considérer comme quelque chose qui, sorti de la matière, possède des propriétés un peu voisines, mais cependant notablement différentes de celles des atomes matériels. Représentant une des phases de la dématérialisation de la matière, elles ne peuvent conserver qu'une partie des propriétés de cette dernière.

Quelques physiciens ont supposé, sans pouvoir, d'ailleurs, en fournir aucune preuve, que l'inertie de la matière est due aux particules électriques dont elle serait composée et, par conséquent, que toute l'inertie des substances matérielles serait entièrement d'origine électro -magnétique. Rien n'indique qu'on puisse identifier l'inertie matérielle avec celle des particules de matière dissociée. La masse de ces dernières n'est, en réalité, qu'une masse apparente résultant simplement de son état de corps éiectrisé en mouvement. Elles semblent, d'ailleurs, avoir une masse longitudinale (celle qui mesure l'opposition à l'accélération dans la direction du mouvement), différente de la masse trtinsversale (celle perpendiculaire à la direction du mouvement).

Il résulte de tout ce qui précède que les propriétés

par des courbes jouissant des propriétés examiDées pins haut, et où l'on voit par conséquent les changements presque insignifiants d'une cause produire des effets immenses. Cela tient à ce que, lorsqu'une cause agit longtemps dans le même sens, ses effets croissent en progression géométrique, alors que la cause ne varie qu'en progression arilhraéique. Les cames sont les logarithmes des effets.

des éléments de matière dissociée restent considérablement éloignées de celles des éléments matériels.

Des substances ni solides, ni liquides, ni gazeuses, traversant les obstacles et n'ayant de propriété commune avec la matière qu'une certaine inertie et encore une inertie variant avec la vitesse, se différencient très nettement de la matière. Elles se différencient aussi de l'éther, dont elles ne possèdent pas les attributs.

Ainsi donc, les effluves émanés des corps spontanément radio-actifs ou capables de le devenir, sous l'influence des causes si nombreuses précédemment décrites, forment un lien entre la matière et l'éther.

Et, puisque nous savons que ces effluves ne peuvent se produire sans perte définitive de matière, nous sommes fondés à dire que la dissociation de la matière réalise d'une incontestable façon la transformation du pondérable en impondérable.

Cette transformation, si contraire à toutes les idées que la science nous avait léguées, est cependant un des phénomènes les plus fréquents de la nature. Elle se produit journellement sous nos yeux, mais comme on ne possédait jadis aucun réactif pour la constater, elle demeurait ignorée.