SYSTÈMES MÉCANISTES ET DÉGRADATION DE L'ÉNERGIE

mouvement ascensionnel, la vitesse diminue d'instant en instant : toutes les phases du phénomène de la chute se reproduisent identiques, mais se succédant dans un ordre inverse; rien n'a été changé au mouvement de chute que le sens dans lequel il s'effectue. La chute de la pierre est un phénomène réversible.

On en peut dire autant des mouvements qu'effectuent les astres soumis à des forces de gravitation, de môme nature, en déOnitive, que la pesanteur qui agit sur la pierre. Supposons que, du coup, se trouvent arrêtés le soleil, la terre, la lune, les planètes et leurs satellites; et supposons qu'on leur fasse rebrousser chemin sur leurs trajectoires, en les lançant avec la même vitesse qu'ils avaient au moment de l'arrêt. L'on verrait le système solaire repasser par les états successifs qu'il a parcourus : ni la longueur du jour, ni celle de Tannée ne seraient altérées : seul serait changé le sens dans lequel les astres se meuvent sur leurs orbites.

Il en est tout autrement quand de la mécanique pure nous passons à la physique, c'est-à-dire quand nous faisons intervenir les phénomènes calorifiques. Ainsi qu'on l'a vu dans les premiers chapitres, la réversibilité peut exister encore, mais elle devient l'exception.

La fusion de la glace est un phénomène calorifique réversible : si Ton chauffe progressivement de la glace, elle fond à 0°; si l'on refroidit progressivement de l'eau liquide, elle se congèle à 0°, repassant par la même succession d'états physiques que la glace fondante, mais parcourant ces états physiques dans l'ordre inverse.

La propagation de la chaleur par conductibilité est, au contraire, un type de phénomène calorifique irréversible.

Prenons une cuiller chaude à un bout, et froide à l'autre : tous les points se mettent rapidement à une

température uniforme. Sans doute, on pourra rétaublir artificiellement une inégalité de température entre deux points de la cuiller ; mais, tandis que l'équilibre de température s'établissait de lui-même, il faudra, pour faire cesser cet équilibre, recourir à des moyens détournés; et il arrivera même qu'il soit impossible de faire remonter à la cuiller la série des états calorifiques successifs qu'elle a descendus.

L'exemple suivant est plus usuel. Écartons de la verticale un cordon de sonnette : s'il n'y avait aucun frottement contre le pivot et contre l'air de la salle, ce pendule effectuerait autour de la verticale une série infinie d'oscillations, toutes égales en amplitude. Dans la réalité, il y a toujours frottement, et l'expérience journalière nous apprend que le mouvement de va-et-vient autour de la verticale ne tarde pas à s'amortir : les oscillations deviennent de plus en plus faibles, et il vient un moment où le cordon est de nouveau complètement immobile. -

Pendant que notre pendule est en plein mouvement, arrêtons-le à l'un de ses passages par la verticale; il vient du côté droit : lançons-le du côté droit d'où il vient, en lui donnant la vitesse même qu'il possédait quand notre main l'a saisi. Le mouvement nouveau que va prendre notre cordon de sonnette va-l-il être exactement le mouvement précédent, changé de sens? Le pendule va-t-ii repasser, dans l'avenir, exactement par la série des positions successives qu'il vient d'occuper dans le passé? Non, assurément : il faudrait, pour qu'il en fût ainsi, que les oscillations devinssent désormais de plus en plus étendues, que l'écart, qui, dans le mouvement primitif, diminuait, augmentât maintenant à chaque battement nouveau. Il est bien évident, au contraire, que, cette fois encore, les oscillations iront toujours s'amortissant, et que les frottements insensibles absorberont et feront passer à l'état de chaleur une part toujours

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plus grande de l'énergie communiquée au pendule à l'instant de l'impulsion. La 'production de chaleur par destruction de mouvement visible, dans les frottements et dans les chocs, est un phénomène qui ne se renverse pas.

Perte de force vive sensible, accompagnée d'un développement de chaleur, comme dans le cas du cordon de sonnette, — nivellement de la température par le passage de la chaleur des parties chaudes aux parties froides, comme dans le cas de la cuiller, — tels sont, en effet, les deux types de transformations naturelles qui se produisent constamment d'ellesmêmes dans l'univers, sans être compensées par les transformations inverses équivalentes.

Or, peut-on rendre compte de cette marche constante de l'univers dans un sens, de cette irréversibilité du monde, en admettant que la chaleur créée aux dépens du mouvement visible consiste en un mouvement invisible, mais de même espèce que le premier?

Plusieurs savants se sont prononcés pour l'affirmative. Ils en ont tenté même des démonstrations. L'idée essentielle à leurs théories est que, dans un système matériel composé d'un très grand nombre de petits corps solides mobiles, il tend à y avoir égalisation des mouvements par les chocs mutuels; il y a acheminement progressif vers un état final où l'énergie soit également répartie entre les divers genres d'énergie de mouvement. Nous aurons occasion de citer Boltzmann. Mais il s'en faut que cette opinion ait pour elle l'unanimité. En 1893, M. Henri Poincaré a montré l'insuffisance des essais de démonstration de Helmhollz, et a cru pouvoir affirmer, dans la préface do sa Thermodynamique, que « le mécanisme est incompatible avec le principe de Carnot ». En 1900, M. Lippmann apportait, à l'appui de la même thèse, un argument ingénieux.

§ 2. — STABILITÉ DU SYSTÈME SOLAIRE ET STABILITÉ D'UN SYSTÈME D'ATOMES.

Un théorème de mécanique céleste, démontré par le même M. Poincaré, permet de donner à cette idée une forme plus visible. L'illustre savant a démontré la stabilité du système solaire, en ce sens qu'un ensemble de corps matériels disséminés dans l'espace, et s'attirant en vertu de lois analogues aux lois newtoniennes, doit poursuivre son mouvement sans s'arrêter jamais, et doit se retrouver, au bout d'une période suffisant-.' ment longue, dans un état quasi-identique à l'état actuel. Appliquons ce théorème à notre système planétaire : au bout d'un an, la terre a repris sa position première par rapport au soleil ; à ce moment, -il est vrai, chacune des planètes avec ses satellites n'a pas retrouvé sa position de l'année précédente. Seulement, on peut être assuré qu'un moment viendra où les corps du système, abandonnés à eux-mêmes et à leur attraction réciproque, se retrouveront dans la position qu'ils ont aujourd'hui même, — ou à peu près dans la même position ; et, qu'à partir de ce moment, leur mouvement recommencera, éternellement le même. La période au bout de laquelle tout se retrouve en l'état est d'autant plus longue que les corps indépendants sont plus nombreux; mais on peut toujours l'assigner. Le système planétaire, à n'en, considérer que la carcasse, ou le squelette, ne s'use pas, ne se dégrade pas : il est stable. Ce qui s'use et se détériore, c'est ce qui en constitue la vie : la chaleur, qui va se disséminant ; les mouvements à la surface des divers astres, lesquels s'arrêtent à la longue; et la vie organique proprement dite, destinée à s'éteindro sur tous. La marche de notre système solaire vers un état qui sera sa mort n'implique nullement l'instabilité du système. La mécanique céleste nous répond de sa sta-

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bilité, en même temps que la physique nous affirme qu'il va «ans cesse se dégradant.

Rapprochons de ce résultat les données que nous fournissent sur le monde les systèmes mécanisiez. Admettons comme vraies, sinon les conclusions du mécanisme sous la forme la plus générale, du moins les conclusions du dynamisme atomistique. I/atomisme, soit sous sa forme ancienne, soit sous la forme électrodynamiste, prétend expliquer tous le* phénomènes physiques, calorifiques, lumineux, en regardant tous les corps matériels, et Téther lui-même, comme formés de petits corpuscules distincts gravitant les unsv autour des autres, s'attirant ou se ro poussant comme les corps célestes, en vertu de lois non pas identiques, mais analogues aux lois newtonienoes,

Pour les savants qui admettent des systèmes se ralhichant plus ou moins étroitement à cette doctrine, le monde physique tout entier, avec sa chaleur, sa lu mière. son magnétisme et son électricité, est fait de petits astres groupés en systèmes qui rappellent notre systè m e solaire, mais notre système solaire réduit à son gqm~ lette et à sa carcasse] l'univers est fait d'innombrable* et minuscules systèmes semblables exerçant les uns sur les autres des influences perturbatrices : el les transformations de mouvement dues à ces influences sont, en fin de compte, Tunique ressort de la pièce grandiose qui se joue devant nos yeux.

D'une telle hypothèse va résulter une impurtanltconséquence. Si le monde se réduit, en somme, à de petits astres semblables aux astres de notre système solaire, l'ensemble que constituent ces petits astres doit être stable comme le système solaire luimême. Sans doute il y aurait quelque témérité à faire une application immédiate du théorème de M. Poincaré à ce système autrement complexe, où les corps en présence sont régis par des lois plus compliquées que les lois de Newton. Il n'en est pas moins

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▼rai que la loi de stabilité a toute chance d'être applicable à ce système plus complexe, et qu'il n'y aurait, pour l'établir, qu'à généraliser quelque peu une démonstration. Sans avoir recours, d'ailleurs, à des considérations de haute analyse, n'observons-nous pas que, dans l'esprit du grand public, la conception d'un monde d'infiniment petits, bâti sur le plan du monde des astres, implique nécessairement l'idée de perpétuité, et exclut l'idée de dégradation? Il va sans dire que ceci n'est qu'une constatation, et ne saurait être un argument. On aurait donc ce résultat : qu'au bout d'une période suffisamment longue, l'ensemble des atomes, l'ensemble des éléments, — de quelque nom qu'on les appelle — qui forment le monde, auraient repris la position qu'ils occupent aujourd'hui; qu'il y aurait, dans l'avenir, un jour où le monde repasserait par l'état actuel, et que ce jour se reproduirait même, dans l'avenir, un nombre indéfini -le fois. Si, au cours des transformations que nous soyons se produire, il y a perte de quelque chose, ce quelque chose est destiné à se retrouver un jour; et nous remonterons au point de départ, d'où nous repartirons pour un nouveau cycle de transformations que rien n'arrête, et qui sont sans fin.

L'existence de phénomènes physiques qui, en euxmêmes, sont irréversibles ;, la loi de la dégradation de l'énergie, condamnent cette conclusion. Veut-on la regarder comme une conclusion nécessaire du mécanisme, sa condamnation entraîne la condamnation du rtfécanisme lui-même.