CHAPITRE PREMIER

La théorie de Ténergie intra-atomique et de révanouissement de la matière.

Le dogme de l'indestructibilité de la matière est du très petit nombre de ceux que la science moderne avait reçus de la science antique sans y rien changer. Depuis le grand poète romain Lucrèce, qui en faisait l'élément fondamental de son système philosophique, jusqu'à l'immortel Lavoisier, qui l'appuya sur des bases supposées éternelles, ce dogme sacré n'avait subi aucune atteinte et nul ne songeait à le contester.

Nous verrons dans cet ouvrage comment il a été attaqué. Sa chute fut préparée par toute une série de découvertes antérieures qui ne semblaient pas le co«cerner. Il fut plus ébranlé encore, dès que j'eus prouvé que des phénomènes considérés d'abord comme particuliers à quelques corps exceptionnels, tels que l'uranium, pouvaient être observés sur tous les corps de la nature.

Les faits prouvant que la matière est susceptible d'une dissociation apte à la conduire à des formes où elle a perdu toutes ses qualités matérielles sont aujourd'hui très nombreux. Parmi les plus importants il faut noter l'émission par tous les corps de particules animées d'une immense vitesse, capables de rendre l'air conductenr de l'électricité, de traverser les obstacles et d'être déviées par un champ magnétique. Aucune des forces actuellement coniJU€s ne pouvant produire de tels effets, et, en particulier, l'émission de particules dont la vitesse approche parfois de celle de la lumière, il était évident que l'on se trouvait en présence de choses complètement ignorées. Plusieurs théories furent présentées pour les expliquer. Une seule, celle de la dissociation des atomes. — que j'ai proposée dès l'origine de ces recherches, — -a résisté à toutes les critiques et pour cette raison est à peu près universellement adoptée maintenant.

Plusieurs années se sont écoulées depuis que j'ai expérimentalement prouvé, pour la première fois, que les phénomènes obïservés avec les corps dits radioactifs, tels que l'uranium — le seul de cette espèce alors connu — pouvaient être observés sur tous les corps de la nature, et n'étaient explicables que par la dissociation des atomes de ces corps.

L'aptitude de la matière à se désagréger en émettant des effluves de particules analogues à celles des rayons cathodiques, animées d'une vitesse de l'ordre de celle de la lumière et capables de traverser les substances matérielles, est universelle. La lumière frappant une substance quelconque, une lampe qui brûle, des réactions chimiques fort diverses, une décharge électrique, etc., provoquent l'apparition de ces effluves. Les corps dits radio-actifs, comme l'uranium ou le radium, ne font que présenter à un haut degré un phénomène que toute matière possède à un degré quelconque.

Lorsque je formulai pour la première fois cette

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généralisation en l'appuyaBt d'expériences pourtant fort concluantes, elle ne frappa presque personne. Il ne se rencontra dans le monde entier qu'un seul physicien, le savant professeur de Heen qui en saisit la portée et l'adopta après en avoir vérifié l'exactitude.

Les expériences étant trop probantes pour permettre de longues contestations, la doctrine de la dissociation de la matière finit par triompher. Le principe est établi aujourd'hui et peu de physiciens nient que cette dissociation — cette radio-activité, comme on dit maintenant — soit un phénomène universel aussi répandu dans l'univers que la chaleur ou la lumière. On trouve aujourd'hui de la radio-activité à peu près partout.

Que devient la matière dissociée? Peut-on supposer que les atomes en se désagrégeant ne font que se diviser en parties plus petites formant ainsi une simple poussière d'atomes? Nous verrons qu'il n'en est rien et que la matière s^ dématérialise en passant par des phases successives qui lui font perdre graduellement ses qualités de matière jusqu'à ce qu'elle soit finalement retournée à l'éther impondérable d'où elle semble issue.

Après avoir reconnu que les atomes peuvent se dissocier, il fallait rechercher où ils puisent l'immense quantité d'énergie nécessaire pour lancer dans l'espace des particules avec une vitesse de l'ordre de celle de la lumière.

L'explication était en réalité assez simple, puisqu'il suffisait de constater, comme j'ai essayé de le montrer, que loin d'être une chose inerte, capable seulement de restituer l'énergie qui lui a été artificiellement fournie, la matière constitue un réservoir énorme d'énergie — Vénergie intra-atomique.

Mais une telle doctrine heurtait trop de principes scientifiques fondamentaux, séculairement établis, pour être immédiatement admise et avant qu'on l'acceptât diverses hypothèses furent successivement proposées.

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Habitués à considérer comme des vérités absolues les principes rigides de la thermodynamique, persuadés qu'un système matériel isolé ne peut posséder d'autre énergie que celle venue du dehors, la plupart des physiciens persistèrent longtemps, et quelquesuns persistent encore, à rechercher à l'extérieur les sources de l'énergie manifestée pendant la dissociation de la matière. Naturellement ils ne la trouvèrent pas, puisqu'elle est dans la matière même et non indépendante d'elle.

La réalité de cette forme nouvelle d'énergie, — l'énergie intra-atomique — dont nous n'avons cessé d'affirmer l'existence ne s'appuie nullement sur la théorie, mais sur des faits d'expérience. Bien qu'ignorée jusqu'alccs, elle est la plus puissante des forces connues, et probablement, suivant nous, Torigine de la plupart des autres. Son existence si contestée d'abord est de plus en plus acceptée aujourd'hui.

Des recherches expérimentales exposées dans nos divers mémoires et qui seront résumées dans cet ouvrage se dégagent les propositions suivantes :

i" La matière supposée jadis indestructible s'évanouit lentement par la dissociation continuelle des atomes qui la composent.

2° Les produits de la dématérialisation de la matière constituent des substances intermédiaires par leurs propriétés entre les corps pondérables et Véther impondérable, c'est-à-dire entre deux mondes que la science avait profondément séparés jusqu'^ici.

3° La matière, jadis envisagée comme inerte et ne pouvant restituer que l'énefgie qu'on lui a fournie, est au contraire un colossal réservoir d'énergie — Vénergie intra-atomique — qu'elle peut spontanément dépenser.

4° Cest de Vénergie intra-atomique libérée pendant la dissociation de la matière que résultent la plupart des forces de l'univers, Vélectricité et la chaleur solaire notamment.

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5° La force et la matière sont deux formes diverses d'une même chose. La matière représente une forme relativement stable de l'énergie intra-atomique. La chaleur, la lumière, Véleclricité, etc., représentent des formes instables de la même énergie.

Q° Dissocier les atomes, ou en d'autres termes dématérialiser la matière, c'est simplement transformer la forme stable d'énergie condensée nommée matière en ces formes instables connues sous les noms d'électricité, de lumière, de chaleur, etc.

1° La matière ordinaire peut donc être transmuée en des formes diverses d'énergie, mais ce n'est sans doute qu'à l'origine des choses que l'énergie a pu être condensée sous forme de matière.

8° Les équilibres des forces colossales condensées dans les atomes leur donnent une stabilité très grande. Il suffit cependant de troubler ces équilibres par un réactif approprié pour que la désagrégation des atomes commence. C'est ainsi que certains rayons lumineux peuvent dissocier facilement les parties superficielles d'un corps quelconque.

9° La lumière, l'électricité et la plupart des forces conmies résultant de la dématérialisation de la matière, il s'en suit qu'un corps qui rayonne perd, par le fait seul de ce rayonnement, une partie de sa masse; s'il pouvait rayonner toute son énergie, il s'évanouirait entièrement dans l'éther.

10° La loi d'évolution applicable aux êtres vivants l'est également aux corps simples. Les espèces chimiques pas plus que les espèces vivantes ne sont invariables.

C'est à l'examen de ces propositions diverses qu'une grande partie de cet ouvrage sera réservée. Admettons qu'elles soient établies et recherchons dès maintenant les changements qu'elles entraînent dans notre conception générale de la mécanique de l'univers. Le lecteur pourra ainsi se rendre compte de l'intérêt que présentent les problèmes à l'étude desquels ce volume est consacré.

14 l'évolution de la MATIÈnB

s 2. — LA MATIÈRE ET LA FORCE.

Le problème de la nature de la matière et de la force est un de ceux qui ont le plus exercé la sagacité des savants et des philosophes. Sa solution complète a toujours échappé, parce qu'elle implique en réalité la connaissance, inaccessible encore, de la raison première des choses. Les recherches que nous exposerons ne sauraient donc permettre de le résoudre. Elles conduisent cependant à une conception de la matière et de l'énergie fort différente de celle admise aujourd'hui.

' Lorsque nous étudierons la structure de l'atome, nous arriverons à cette conclusion qu'il est un immense réservoir d'énergie uniquement constitué par un système d'éléments impondérables maintenus en équilibre par les rotations, attractions et répulsions des parties qui le composent. De cet équilibre résultent les propriétés matérielles des corps, telles que le poids, la forme et l'apparente permanence.

Cette théorie conduit à considérer la matière comme une simple variété de l'énergie. Aux formes déjà connuesde Vénergie: chaleur, lumière, etc., il faut en ajouter une autre, la matière ou énergie intra-atomique. Elle est caractérisée par sa colossale grandeur et son accumulation considérable sous un très faible volume. La matière n'est en réalité que de l'énergie condensée *.

Il découle des énoncés précédents, qu'en dissociant des atomes^on ne fait que donner à la variété d'énergie

1. Celte expression d'énergie condensée qui a choqué beaucoup de oersonnes quand je l'employai pour la première fois, a fini par se répandre. M. Becquerel n'a pas hésilé à en faire usage dans un discours académique.

Au point de vue philosophique le moi force est à peu près sjTionyme d'énergie. Le sens de ces deux termes diffère pour le physicien parce que Ténergie est mesurée par sa transforn.alion en travail. Elle représente alors le produit d'une force par un dépiacevnent. La force n'est dans ce cas qu'un des facteurs de '.énergie.

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nommée matière une forme différente, telle que l'électricité ou la lumière, par exemple.

Nous essaierons de nous rendre compte des formes sous lesquelles l'énergie intra-atomique peut être condensée dans l'atome, mais l'existence du fait luimême a beaucoup plus d'importance que les théories qu'il engendre. Sans prétendre fournir la définition si vainement cherchée de l'énergie, nous nous bornerons à faire remarquer que toute phénoménalité n'est qu'une transformation d'équilibre. Lorsque les transformations d'équilibre sont rapides, nous les appelons électricité, chaleur, lumière, etc.; lorsque les équilibres sont plus stables, nous leur donnons le nom de matière. Pour aller plus loin, il faut pénétrer dans la région des hypothèses et admettre, avec plusieurs physiciens, que les éléments dont l'ensemble est représenté par les forces en équilibre dans l'atome sont constitués par des tourbillons formés au sein de l'éther. Ces tourbillons possèdent une individualité, supposée jadis éternelle, mais que, maintenant, nous savons n'être qu'éphémère. L'individualité disparaît et le tourbillon se dissout dans l'éther dès que les forces qui maintiennent son existence cessent d'agir.

Les équilibres de ces éléments dont l'ensemble constitue un atome peuvent être comparés à ceux maintenant les astres dans leurs orbites. Dès qu'ils sont troublés, des énergies considérables se manifestent, comme elles se manifesteraient si la terre ou un astre quelconque était brusquement arrêté dans sa course.

De telles perturbations dans les systèmes planétaires atomiques peuvent se 'réaliser, soit spontanément, comme pour les corps très radio-actifs, lorsque, pour des causes diverses, ils sont arrivés à un certain degré d'instabilité; soit artificiellement, comme pour les corps ordinaires, quand ils sont soumis à l'influence d'excitants divers : chaleur, lumière, etc. Ces excitants agissent alors comme l'étincelle sur

une masse de poudre, c'est-à-dire en libérant des quantités d'énergie fort supérieures à la cause légère qui a déterminé leur libération.

Et, comme l'énergie condensée dans l'atome est en quantité immense, il en résulte qu'à une perle extrêmement faible dé matière pourrait correspondre la création d'une quantité énorme d'énergie.

Les diverses formes de l'énergie nées de la dissociation des éléments matériels, telles que la chaleur, l'électricité, la lumière, etc., représentent les dernières étapes franchies par la matière avant sa disparition dans l'éther.

Si, étendant ces notions, nous voulions les appliquer aux différences que présentent les divers corps simples qu'étudie la chimie, nous dirions qu'un corps simple ne diffère d'un autre que parce qu'il contient plus ou moins d'énergie intra-atomique. Si nous pouvionsdépouiller un élément quelconque d'une quantité suffisante de l'énergie qu'il renferme, nous arriverions aie transformer entièrement.

Quant à l'origine, nécessairement hypothétique, des forces condensées dans l'atome, nous la rechercherons dans un phénomène semblable à celui qu'i-nvoquent les astronomes pour expliquer la formation du soleil et des énergies qu'il détient. Cette formation est pour eux la conséquence nécessaire de la condensation de la nébuleuse primitive. Si cette théorie est valable pour le système solaire, une explication analogue l'est également pour l'atome.

Les conceptions qui viennent d'être brièvement résumées n'ont nullement pour but de nier l'existence de la matière, ainsi que la métaphysique l'a parfois tenté. Elles font simplement disparaître la dualité classique entre la matière et l'énergie. Ce sont deux choses identiques sous des aspects différents. Il n'y a pas de séparation entre la matière et l'énergie, puisque la matière est simplement une forme stable de l'énergie et rien d'autre.

Il serait sans doute possible à une intelligence

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supérieure d'imaginer l'énergie sans substance, car rien ne prouve qu'elle doive avoir nécessairement un support, mais une telle conception nous est inaccessible. Nous ne comprenons les choses qu'en les faisant entrer dans le cadre habituel de nos pensées. L'essence de l'énergie demeurant ignorée, il est nécessaire de la matérialiser si on veut pouvoir raisonner sur elle. On arrive ainsi — mais uniquement pour les besoins des démonstrations — aux définitions suivantes :

L'éther et la matière représentent des entités de même ordre. Les diverses formes de l'énergie : électricité, chaleur, lumière, matière, etc., en sont des manifestations. Elles ne diffèrent que par la nature et la stabilité des équilibres formés au sein de l'éther. C'est par ces manifestations que l'univers nous est connu.

Plus d'un physicien, l'illustre Faraday spécialemen-t, avaient déjà essayé de faire disparaître la dualité établie entre la matière et l'énergie. Quelques philosophes le tentèrent également, en faisant remarquer que la matière ne nous était accessible que par l'intermédiaire des forces agissant sur nos sens. Mais tous les arguments de cet ordre étaient considérés avec raison comme d'une portée purement métaphysique. On leur objectait que jamais on n'avait pu transformer de la matière en énergie et qu'il fallait la seconde pour animer la première. Des principes scientifiques considérés comme très sûrs enseignaient que la matière était une sorte de réservoir inerte sans autre énergie que celle qui lui a d'abord été transmise. Elle ne pouvait pas plus la créer qu'un réservoir ne crée le liquide qu'il contient.

Tout semblait donc bien démontrer que la matière et l'énergie sont choses irréductibles, aussi indépendantes l'une de l'autre, que le poids l'est de la couleur. Ce n'était donc pas sans raison qu'on les considérait comme appartenant à deux mondes très différents.

18 l'évolutio:. ov ' a. matiS .i.

Il y avait sans doute quelque l'-mérité à reprendre une question qui paraissaitabandonnée pour toujours. Nous ne l'avons tait que [)aice que notre découverte de la dissociation universelle de la matière nous a enseigné que les atomes de tous les corps peuvent s'évanouir sans retour en se transformant en énergie. La mutation de la matière en énergie se trouvant ainsi démontrée, il en résulte que l'antique dualité entre la force et la matière doit disparaître.

I 3. — LES CONSÉQUENCES DU PRINCIPE DE L'ÉVANOUISSEdllENT DE LA MATIERE.

Les faits résumés ci-dessus montrent que la matière n'est pas éternelle, qu'elle constitue un réservoir énorme de forces, et disparaît, transformée en d'autres forces avant de retourner à ce que nous appelons le néant.

On peut donc dire que si nous restons incapables de créer de la matière, nous savons au moins la détruire sans retour. A Tadage classique : rien ne se crée, rien ne se perd, il faut substituer celui-ci : Hen ne se crée, mais tout se perd. Les éléments d'un corps qu'on essaie d'anéantir par une opération chimique quelconque se transforment, mais ils ne se perdent pas puisque la balance permet de constater que leur poids n'a pas changé. Les éléments des atomes qui se dissocient sont au contraire irrévocablement détruits. Ils ont perdu toutes les qualités de la matière y compris la plus fondamentale de toutes, la pesanteur. La balance ne les retrouve plus. Rien ne peut les ramener à l'état de matière. Ils se sont évanouis dans l'immensité de l'éther qui remplit l'espace et ne font plus partie de notre univers.

L'importance théorique de ces principes est considérable. A une époque où les idées que je défends n'étaient pas encore défendables, plusieurs savants avaient pris soin d'indiquer à quel point la doctrine