CHAPITRE X
La crise du mécanisme. — III. Le nouvel aspect de l'atomisme.
§ 1. — NOUVELLES DONNÉES SUR LA GRANDEUR Ef LA DIVISIBILITÉ DES MOLÉCULES.
Les résultats définitivement acquis dans ces dernières années à la physique des atomes peuvent être résumés dans les propositions suivantes :
Un litre d'un gaz quelconque, à la pression atmosphérique normale, contient un nombre bien déterminé de molécules : environ 40.000 milliards de milliards ou 40 milliards de trillions.
Ces molécules se subdivisent elles-mêmes en atomes, liés entre eux par des forces d'ordre chimique ; la molécule des gaz simples les plus répandus : oxygène, hydrogène, azote, est formée de deux atomes identiques; la molécule de la vapeur de mercure et de la plupart des nouveaux gaz de l'air : argon, hélium, est constituée par un seul atome du gaz.
Les charges électriques qui interviennent, soit associées à des atomes entiers, soit associées à des fragments d'atomes, sont toujours des multiples entiers d'une charge élémentaire, qui constitue « l'atome d'électricité », ou électron, et qui est égale à un dix-trillionième de microcoulomb (le coulomb étant
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l'unité pratique de charge électrique, et le microcoulomb le millionième du coulomb).
L'atome matériel lui-même peut, sous certaines influences « ionisantes » : rayons de Rœntgen, rayons du radium, décharges électriques, — être brisé en morceaux, de manière à livrer des fragments dont la masse est la deux millième parlie de la masse a\i plus petit atome connu, Tatome d'hydrogène. Ce fragment,, toujours associé à un électron d'électricité négative, est le corpuscule constituant élémentaire que Ton retrouve dans la décomposition des atomes de tous les corps simples. Le nombre de ces corpuscules identiques est seulement proportionnel au poids atomique. Tous les atomes des corps simples paraissent formés d'un noyau central associé à une charge électrique positive, autour duquel gravitent un nombre plus ou moins grand de corpuscules négatifs. L'identité des derniers éléments constituants de tous les atomes serait la preuve de l'unité de la matière.
Le noyau central et positif de chaque atome reste encore ce qui nous est le plus mystérieux. Mais le corpuscule négatif a été mieux étudié, et toutes les expériences les plus diverses ont conduit à cette conclusion qu'il n'est pas autre chose que de l'électricité toute pure, qu'une charge unité ou un dix trillionième de microcoulomb d'électricité négative à laquelle rien d'autre ne vient s'ajouter. L'inertie qui mesure la résistance opposée par la matière à la mise en mouvement se réduit, pour le corpuscule, à F inertie électromagnétique qui résulte de la résistance que rencontre la création du champ électromagnétique par le mouvement d'une charge électrique.
Nous ne pouvons songer ici à décrire, dans leur complexité, les expériences par lesquelles on a établi ces conclusions. Nous renverrions le lecteur curieux de détails à d'autres ouvrages, et particulièrement à
la Physique moderne de M. Lucien Poincaré. 11 est essentiel, néanmoins, de donner une idée des expériences essentielles, ne fût-ce que pour permettre de graduer la dose de confiance à attribuer aux diverses propositions qui précèdent.
La matière est-elle divisible à l'infini? Depuis des milliers d'années, la question a mis aux prises les philosophes, avant qu'on ait songé à la bien poser. Lord Kelvin lui a attribué, l'un des premiers, un sens bien défini : « Se demander si l'on peut diviser un morceau de verre en fragments d'un diamètre inférieur à un cent- millionième de centimètre, et continuer la division indéfiniment, sans le détruire et lui faire perdre les propriétés du verre, de même qu'une brique n'a pas les propriétés d'un mur de briques, c'est se poser une question très pratique. » Dans une de ses belles conférences sur la constitution de la matière, lord Kelvin concluait que les diverses parties de la physique ; capillarité, élasticité, électricité, optique, chaleur, s'accordent à nous représenter la matière comme discontinue et constituée par la juxtaposition de particules élémentaires.
Les dimensions de ces particules élémentaires dans un corps ordinaire ne sont pas d'une petitesse infinie : dans les liquides ou les solides, elles varient de 1 cent-millionième à 1 ou 2 millionièmes de millimètre. « Agrandissons, dit lord Kelvin, une sphère d'eau ou de gaz de la grandeur d'un ballon de bavette (d'à peu près 15 centimètres de diamètre), jusqu'à lui donner la dimension de la terre, chaque molécule étant amplifiée dans la même proportion. La sphère ainsi amplifiée aurait une structure intermédiaire entre celle d'un amas de grains de plomb et celle d'un amas de ballons de barette. »
Que les molécules gazeuses soient des centres de force ou des masses de matière inerte, qu'elles soient
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des blocs sphériqucs ou des édifices compliqués, elles sont des unités qu'on peut dénombrer. Les étoiles du ciel et les grains de sable du bord de la mer sont les images traditionnelles employées pour faire concevoir les grands nombres; ces étoiles et ces grains de sable sont pourtant des unités séparées, des grandeurs discrètes. Il en est de même des molécules d'hydrogène contenues dans un litre d'hydrogène. Toute la physique déjà nous inclinait à croire qu'il n'y en a pas beaucoup plus que quelques milliards de trillions, quand les recherches sur l'ionisation des gaz ont transformé cette probabilité en certitude.
