Évolution de la matière, p

ils ne marquent pas la même température; le thermomètre à boule noire marque une température supérieure. Or, ce thermomètre noir n'est plus chaud que parce qu'il absorbe les rayons solaires qui sillonnent l'espace. De même, il se pourrait que le radium absorbât des rayons invisibles et les rendit ensuite transformés, qu'il agît à la façon des corps phosphorescents.

A rencontre de cette hypothèse, on a montré que, si Ton arrête toute radiation extérieure par un écran épais de plomb, on ne réduit à aucun degré l'émission de chaleur par le radium.

On a reconnu, d'autre part, qu'en dégageant de la chaleur, le radium se détruit. Il émet des corpuscules d'électricité négative sous forme de « rayons 3 », en même temps que des ions positifs, « rayons a » ; et, lorsque ces rayons sont arrêtés, leur énergie est transformée en chaleur, comme celle des rayons cathodiques, qui, dans les tubes de Rôntgen, viennent porter à l'incandescence i'anticathode qui les arrête. Le radium donne en même temps Yémanation, qui se transforme finalement en hélium. Enfin l'on est parvenu à mettre en évidence sa perte de poids : d'après Rutherford, il faudrait 1.280 ans pour que la moitié de la précieuse matière disparût. L'hypothèse d'une énergie potentielle considérable , emmagasinée dans la matière radioactive, a donc paru de plus en plus vraisemblable, et c'est elle qui rallie pour l'instant le plus grand nombre des physiciens.

Il y aurait ainsi perte d'énergie dans la transformation finale du radium en hélium. Pour repasser de l'hélium au radium, il faudrait reprendre, pour la fixer sur l'hélium, toute l'énergie émise, et, en même temps, aller repêcher les rayons a et p, les électrons et les ions envolés de tous côtés. Il est très probable qu'on n'y parviendra jamais que par des méthodes

indirectes. De même, dit Ramsay, dans l'éleçtrolyse du sel ammoniac, le courant coupe le sel en deux : d'une part, du chlore qui se sépare; de l'autre, de l'ammonium, AzH 4 , corps instable, qui, à son tour, se décompose spontanément, quoique d'une façon progressive, en hydrogène et gaz ammoniac. Le problème de chimie qui consisterait à reconstituer ce radical ammonium, à partir de ses éléments: hydrogène et ammoniac, ne paraît pas susceptible d'une solution directe.

L'atome radioactif est assimilable ainsi à un composé chimique très peu stable, constamment à l'état de destruction spontanée, mais ne se détruisant pas d'un coup en une explosion spontanée. C'est une poudre qui se décompose lentement, qui donnerait, en éclatant, une énorme quantité d'énergie, mais que nous ne savons pas, jusqu'ici, faire éclater, et que nous prendrions pour une substance qui se conserve intacte, si certaines qualités de poudre ne nous présentaient une dissociation partielle révélatrice.

Nous comparons l'atome à un composé très peu stable. (Test bien le mot qui convient, plutôt que celui d'instable. Entre les fragments constitutifs de l'atome, il y a équilibre dans une position qui comporte stabilité, mais non pas le maximum de stabilité.

Il existe des lacs de montagne à 1.100 mètres d'altitude ; la nappe d'eau qu'ils renferment s'y trouve bien à l'état d'équilibre véritable, elle n'est pas du tout en faux équilibre comme un rocher sur une pente abrupte, où il n'attend qu'une impulsion pour tomber. Pour que l'eau du lac tombât, il faudrait un soulèvement du fond ou une rupture de la paroi : cet accident seul libérerait l'importante provision d'énergie gravifique que le lac contient.

Et lord Kelvin a bâti, sur cette donnée, un plan de l'atome radioactif : les corpuscules qui le constituent seraient normalement dans des positions d'équilibre

214 LA DÉGRADATION DE i/ÉNERGIE

stable, mais dont ils ne devraient guère s'écarter pour être précipités dans des positions instables, et, de là, repoussés au loin. Dans les atomes ordinaires, la latitude des déplacements permis autour de la position d'équilibre stable serait beaucoup plus étendue que dans les atomes des métaux exceptionnels sur lesquels on a découvert la radioactivité.

Quoi qu'il en soit, si c'est bien l'atome lui-même qui possède à son intérieur l'énergie que libère la radioactivité, une question se pose : comment a pu s'y accumuler cette réserve formidable d'énergie? et d'où vient-elle?

M. Ch.-Ed. Guillaume a émis l'idée que, sous l'influence des pressions énormes qui régnent à l'intérieur du globe, ont pu se constituer les atomes radioactifs, tels que ceux de l'uranium et du radium 4 .

Cette mystérieuse énergie potentielle gravifique, — due à l'attraction universelle de la matière pour la matière, — sur laquelle nous n'en savons pas aujourd'hui beaucoup plus long qu'à l'époque de Newton, nous avons l'habitude de penser qu'elle se dégrade immédiatement, lors de la constitution des astres et de la concentration de leur masse : c'est là l'hypothèse de Helmholtz et de lord Kelvin sur l'origine de la chaleur solaire. Mais il n'est pas impossible qu'une fraction de cette énergie de gravitation se conserve et soit mise en réserve sous forme d'énergie intraatomique. Nous ne nous rendons pas un compte exact de la façon dont les électrons, ou particules élémentaires d'électricité, ont pu être captés et fixés dans une position relativement stable : nous ne pouvons parler que de possibilités; en tous les cas, nous pouvons aflirmer la non-démonstration de la production de Vénergie utile que renferment les atomes, aux dépens d'énergie dégradée. Si pareille démonstration se faisait

1. Les états de la matière. — Revue générale des sciences, 30 décembre 1907.

LA DÉGRADATION DE i/ÉNERGIE INTRA-ATOMIQL'E 215

jamais, elle serait capitale, et, pour le moins, aussi intéressante que la réalisation authentique d'une génération spontanée. Jusqu'ici on ne Ta pas faite. Le principe de Carnot n'est en aucune façon établi, ni par raisonnement, ni par expérience, pour les molécules et les atomes intervenant par individus, et autrement que par grandes masses. A plus forte raison n'est-il nullement établi dans le cas où Ton s'adresse à des fragments d'atome. Il n'en est pas moins vrai que si le principe est, alors, incertain, ce n'est que par des suppositions absolument gratuites qu'on peut en concevoir la mise en défaut.

J.-J. Thomson a donné une forme ingénieuse à l'idée d?une opposition possible entre le principe de Carnot et le fait que la radioactivité serait une propriété générale de la matière.

Il a monlré que les métaux alcalins, rubidium, alliage de potassium et de sodium, maintenus dans le vide pour éviter toute oxydation, et dans V obscurité absolue, déchargent un électroscope chargé positivement. Ces métaux émettent donc des corpuscules négatifs, et, par suite, prennent pour eux-mêmes, s'ils sont isolés, une charge positive ; cette propriété persiste pour les mêmes métaux pris à l'état gazeux. Voici comment le physicien de Cambridge l'a vérifié. On chauffe du sodium dans une bouteille où l'on a fait un vide très parfait; la partie la plus froide de la bouteille contient deux tubes de verre où sont scellés deux fils métalliques. Ces fils peuvent être reliés aux deux pôles d'une pile de 600 volts. En chauffant le fond de la bouteille, on vaporise le sodium, qui, en l'absence de pile, se condense également sur les deux fils. Si on établit les communications électriques, le sodium se dépose presque entièrement sur le pôle négatif. En intervertissant les communications des deux fils avec les deux pôles de la pile, on renverse l'effet.

Imaginons deux corps ayant cette propriété à des degrés différents : l'un est capable d'émettre beaucoup de corpuscules, l'autre en émet très peu ou point : tous deux sont enfermés dans une enceinte à température uniforme, et ils sont reliés électriquement. Il pourra s'établir de l'un à l'autre un flux de corpuscules susceptibles de produire du travail mécanique. Et l'on tirera ainsi de l'énergie utile d'un milieu dont la température initiale était uniforme. Le second principe de la thermodynamique serait ainsi en défaut, à moins que l'émission même des corpuscules d'électricité par un des métaux n'entraînât quelque modification de l'atome, analogue à celle que produit la lumière ultra-violette : on a constaté que l'émission provoquée par la lumière ultra- violette seralentit au bout d'un certain temps, comme s'il y avait une « fatigue » du corps qui émet les corpuscules. Si cette fatigue ne se produit pas, dans le cas où les corps sont dans le vide et à l'abri de toute lumière, l'application du second principe de la thermodynamique peut, là comme ailleurs, mettre sur la voie de quelque phénomène nouveau. Et enfin, lors même qu'un tel phénomène compensateur ne se produirait pas, il ne serait point prouvé que le principe est en défaut, s'il est admis que l'énergie inlraatomique de l'atome de sodium est de l'énergie de qualité supérieure. La libération progressive de cette énergie supérieure obéirait simplement aux lois des phénomènes chimiques de combustion lente : du fer humide en présence de l'air laissé dans un récipient à température uniforme y dégage de la chaleur en se transformant en rouille; et l'égalité des températures en tous les points du milieu se trouve rompue sans que, par là, soit mis en défaut le principe de la dégradation. Pour pouvoir affirmer que le principe est en défaut, il faudrait prouver après coup que la rouille peut être désoxydée. et le fer réduit,

sans nouvelle dépense d'énergie utile. C'est ce qui n'a pas lieu pour le cas de l'oxydation lente du fer. C'est ce qui, pour le moins, n'a pas été démontré pour l'énergie intérieure de l'atome : elle n'a jamais été restaurée sans perte corrélative d'énergie utile.

Le radium, qui se détruit certainement beaucoup plus vite que les atomes des métaux usuels, se désagrège et dégage de la chaleur en même temps. Tandis qu'il se détruit du radium, il s'en reforme. L'uranium, qui se dissocie beaucoup plus lentement, donne probablement du radium : la moitié d'un morceau d'uranium isolé se transformerait en radium au bout de 600 millions d'années. Quant au radium, c'est d'abord de l'émanation qu'il dégage ; puis, celle-ci, dans ses transformations successives, produit une série de composés instables, qu'on a numérotés depuis le radium A jusqu'au radium F, et dans laquelle paraissent rentrer certains corps radioactifs, tels que le polonium, le radiotellure et le radioplomb. Le plomb luimême serait-il un des derniers termes de cette série de transformations atomiques? et serait-il vrai que nous assistions au changement « en un plomb vil » d'un métal mille fois plus précieux que l'or pur? A vrai dire, nous ne le savons pas encore. Mais ce qui semble bien se dégager de tous ces travaux, c'est que ces transformations successives se font toujours par dégradations successives d'énergie; et que, comme l'eau du fleuve qui tombe d'un niveau supérieur à un niveau inférieur par une série discontinue de cascades, l'atome d'uranium subit des diminutions successives d'énergie utile en passant dé sa forme primitive à sa forme finale, qui. est peut-être celle d'atome de plomb. Toutes ces transformations se produisent toujours dans" le même sens. 11 y a un ordre dans lequel se succèdent les phénomènes, jamais ils ne se passent dans l'ordre inverse. Ceux qui sont assez

« gros » pour qu'on les puisse suivre au calorimètre ressemblent aux réactions chimiques spontanées : ils sont exothermiques.

Nous sommes donc allés très loin dans l'analyse des corps matériels. Non contents de mesurer et de peser les molécules, nous avons atteint l'atome chimique : nous avons pénétré sa structure, nous y avons discerné des parties distinctes, nous y avons reconnu des particules électrisées, les unes positives, les autres négatives. Peut-être quelque jour poussera-t-on l'analyse encore plus loin. Mais il est à croire que, pour quelque temps, on s'en tiendra là ; et que, tout au moins sur ces discontinuités de Véther que sont les électrons ou dernières particules d'électricité négative, notre puissance de dissolution n'aura plus de prise. De ces particules élémentaires qui seraient les matériaux ultimes avec lesquels serait construit notre monde matériel, nous pourrions espérer faire des édifices dont l'architecture serait tout autre, et qui n'obéiraient plus aux règles ordinaires de notre physique. Si, déjà, il est certain qu'en prenant un à un les atomes individuels, et en les maniant avec les doigts de fée du démon de Maxwell, on pourrait les trier assez adroitement pour refaire avec de l'énergie de déchet de l'énergie bonne à quelque chose, — à plus forte raison, en choisissant dans les matériaux qui sont entrés dans la structure de l'atome, devrions-nous pouvoir les engager en des combinaisons nouvelles qui permettraient la restauration de l'énergie utile.

Encore une fois, nous ne pouvons pas dire que ce soit là un rêve absurde, mais aucun fait n'est jusqu'ici venu nous autoriser à le regarder comme confirmé.

LA DÉGRADATION DE i/ÉNERGIE INTR A-ATOMIQUE 219

§ 4. — VtE DE LA MATIÈRE ET DÉGRADATION.

« La vie de la matière,, a-t-on dit quelquefois, peut nous offrir des phénomènes inattendus qui contredisent la loi de dégradation. »

La comparaison de la matière « brute » à la matière vivante, de la molécule à la cellule, poursuivie dans le détail, parfois avec beaucoup d'art et de vérité, par des savants tels que Bose et M. Houllevigne, implique l'idée que la molécule, l'atome lui-même naissent et meurent: qu'il y a chez eux des alternances de progrès dans la croissance et de phénomènes régressifs.

Nous ne voudrions pas abuser nous-même de cette comparaison. Mais nous ne pouvons nous défendre d'observer que, dans la vie de l'être animé, — qu'il soit une simple cellule ou un animal" supérieur, — il se passe une succession de phénomènes qui tous sont régis par les lois générales qui dominent la physique. Dans la naissance, dans le développement, dans la nutrition, il y a des réactions chimiques qui satisfont à la loi de dégradation. Dans la désassimilation, dans la maladie et dans la mort, il y a des réactions chimiques qui satisfont également à la même loi de dégradation. Le double rythme, décrit par Spencer, des faits de différenciation et des faits de retour à l'homogénéité, se retrouve, non seulement dans la vie du plus élémentaire des êtres, mais même dans le plus simple des changements d'état physique ; et ce double rythme est réglé par la condition d'entraîner, dans l'une et dans l'autre de ses phases, dans la différenciation aussi bien que dans le retour à l'homogène, une dégradation d'énergie.

Si donc on escompte les phénomènes de la vie de la matière, de la naissance, de la transmutation et de la mort des atomes, pour y trouver des faits qui

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©«arrecLiseœC ia c&p-adalin de réaerçie,, — il est très jKififi^^ «■ *«5ei ci: mi instinct très sûr guide ceux çhî ;res&fl&:.«3A dans 2 iwx*nM de ces forces myslérâi**** une SMiroe iMpansahle de « puissance motrice >- Mais il i&ui prendre carde qu'en attribuant ainsi à la r*r £r ic ra^irôr'la faculté de n'être pas reste par la ^oi de dégradation, on attribue par là même à la matière, pour laquelle on repousse l'épiih^îe de * braîe » et que Fon entend rapprocher plus «roiî*nvent qïe jamais de Tétre vivant, un privilège qui n'appartient nullement à l'être vivant lui-même.