LA MESURE DES GRANDEURS IRRÉDUCTIBLES

DE L'UNIVERS

En mesurant et superposant les éléments hétérogènes qui fornaent la trame des choses, la science est arrivée à créer certains concepts tels que ceux de masse, d'énergie cinétique, etc. ; qu'il faut bien considérer comme des réalités en raison de notre incapacité à en imaginer d'autres.

Ces concepts varient suivant la façon dont nous associons les éléments irréductibles des choses. Associons la force et l'espace et nous créons la science de l'énergie. Associons l'espace et le temps et nous créons la science des vitesses, c'est-à-dire la cinématique. Associons la force, l'espace et le temps et nous créons la science de la puissance mécanique.

Il est visible qu'en agissant ainsi il faut associer des éléments très hétérogènes. La force (F = Mv) est un coefficient de résistance multipliée par une accélération. Le travail (T=:FxE) est une force, multipliée

par une longueur. La vitesse (v =--\est un espace

divisé par un temps. La masse[M=— j est un poids

divisé par une vitesse, etc., Ce n'est que par la combinaison de ces grandeurs

LB TEMPS» l'espace, LA MATIERE ET LA FORCE 21

si différentes qu'ont pu être précisés les concepts de la mécanique sur lesquels l'interprétation des phénomènes de l'Univers est encore fondée.

Pour définir complètement un phénomène, il faut associer les trois grandes coordonnées des choses : le temps, l'espace et la force. Si on ne mesure qu'une ou deux d'entre elles, le phénomène est incomplètement connu.

La formation des notions modernes d'énergie et de puissance en fournissent d'excellents exemples. Elles ne se sont précisées que lorsqu'à l'idée un peu vague de force considérée comme synonyme d'effort s'est ajoutée la notion d'espace puis celle de temps.

En mécanique la force est définie comme une cause de mouvement. L'unité de force est représentée par l'accélération produite sur l'unilé de masse. Lorsqu'une force déplace son point d'application elle engendre du travail. Ce dernier est le produit de la force considérée comme cause de mouvement par le déplacement dû à ce mouvement. On a choisi comme unité de travail le kilogrammètre. C'est lejtravail nécessaire pour déplacer un kilogramme sur une longueur de un mètre. Cette unité d'énergie mécanique sert aujourd'hui à mesurer toutes les formes d'énergie.

Ainsi, par le fait seul que nous avons associé à la force l'espace, nous pouvons la mesurer et l'enfermer dans une formule. Cette dernière nous fait comprendre comment avec une quantité d'énergie invariable, on peut produire des forces de grandeur variable. Si, en effet, on appelle F la force, E l'espace et T le trava.il, on a d'après les définitions précédentes, T = FxE. Dans cette formule qui définit l'unité de travail, on peut évidemment faire varier inversement la force F et l'espace E sans changer leur produit, c'est-à-dire le travail. Nous pourrons donc grandir considérablement la force à condition de réduire proportionnellement l'espace parcouru.

C'est cette opération que réalisent certaines machines telles que le levier qui multiplie la force, mais non le travail. Avec une dépense de un kilogrammètre on pourra bien soulever des centaines de kilogrammes, mais ce qu'on gagnera en force on le perdra en espace parcouru et le produit F X E ne dépassera jamais un kilogrammètre. La force peut donc être multipliée mais la grandeur de Ténergie reste invariable.

Dans l'unité de travail interviennent seulement les éléments espace et force, mais non l'élément temps. Notre kilogrammètre peut être dépensé en une seconde ou en cent ans, et dans ces deux cas les résultats seront nécessairement très différents. C'est ce qu'illustre très bien l'exemple du radium dont un gramme contient des milliards de kilogrammètres. Une telle quantité parait immense, mais sa production est à chaque instant si faible qu'il faudra attendre un millier d'années pour la libérer entièrement. C*est le cas d'un réservoir renfermant une quantité d'eau très grande, mais s' écoulant goutte à goutte.

Donc en nous bornant à associer la force et l'espace nous avons déjà créé une unité très précieuse puisqu'elle nous permet d'évaluer en kilogrammètres les effets d'une machine quelconque mue par un moteur également quelconque, mais elle ne nous dit pas si les kilogrammètres sont produite en une minute ou une année. Nous savons donc fort peu de chose de la puissance de cette machine.

Pour la connaître, il suffira de superposer aux deux éléments force et espace, qui nous donnent l'unité de travail, l'élément temps. Nous aurons alors ce qu'on nomme l'unité de puissance, quotient du travail par le temps. Elle nous fait connaître le travail produit dans un temps déterminé. Si on nous dit qu'une machine produit un kilogrammètre, nous ne savons rien de sa puissance. Si on ajoute que ce kilogrammètre est produit en une seconde, nous sommes fixés.

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Le kilogrammètre par seconde étant au point de vue industriel une unité trop petite, on en a choisi une 75 fois plus grande. C'est le cheval-vapeur qui représente 75 kilogrammes élevés à un mètre en une seconde*.

Dans cette dernière unité se trouvent fusionnés, comme on le voit, les trois éléments irréductibles des choses : le temps, l'espace et la force. La matière y figure indirectement aussi car ce qu'on mesure c'est la force employée pour lutter contre son inertie et lui imprimer certains mouvements.

Nous venons de voir comment en encadrant dans l'espace et le temps ce. mystérieux Protée nommé la force, il est possible de le saisir et le retrouver sous ses décevantes apparences. £n pénétrant davantage dans l'intimité des phénomènes, nous allons voir que l'espace- et le temps ne servent pas seulement de mesure à la force, mais qu'ils conditionnent encore sa nature et sa grandeur.

1. Ed physique on se serl souvent d'autres unités mais qui ne changent rien à ce qui précède. Si au lieu d'être évaluée en kilogrammes la force est évaluée en dynes et si l'espace au lieu d'être évalué en mètres est mesuré en centimètres, le travail au lieu d'être exprimé en kilogrammètres est exprimé en ergs.

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