MATIÈRE ET FORCE

ESSENCE DE LA MATIÈRE. — CONSTITUTION DES CORPS. — COHÉSION ET DISTENSION.

Essence de la matière. — On peut faire sur l’essence de la matière et sur la constitution intime des corps deux hypothèses différentes et contradictoires. Dans la première, la matière serait essentiellement constituée par de petites masses étendues et sans vides, par des monades continues, c’est-à-dire formées de parties simplement virtuelles ou possibles, mais non de parties actuelles. On pourrait concevoir la matière divisée en petites parties solides qui différeront par leur forme et leur grandeur : ce seraient les atomes ou les derniers éléments des corps. Les atomes unis en nombre plus ou moins grand, de telle ou telle manière, plus ou moins intimement, donneraient naissance aux molécules des corps. Ces molécules seraient simples ou composées, suivant que les atomes qui entreraient dans leur composition seraient ou non de même forme et de même grandeur. Plusieurs molécules réunies formeraient une particule; et

l’agrégation des particules serait ce que nous appelons un corps.

Cette hypothèse en apparence n’a rien d’impossible ; en effet : 1° nous avons l’idée du continu, c’est-à-dire J’idée d’une étendue, où il y ait des parties simplement possibles et non des parties actuellement existantes ; 2° Il est faux que l’idée du continu répugne à l’idée du composé ; pour pouvoir en effet concevoir le composé, il suffit de concevoir des parties possibles, 6ans les supposer actuellement séparées ; le simple totum aut nullum est ce qui est tout ou rien ; le composé, la négation du simple est ce qui peut n’ètre pas tout sans être rien, quod non totum quin nullum : or le continu satisfait complètement à cette idée. 3° Il est faux que partout où il y a des parties possibles à l’infini, il y ait un nombre actuellement infini de parties réellement séparées, ce qui serait absurde, puisque le nombre actuellement infini est impossible. En effet, une grandeur continue n’est actuellement divisée ni en deux ni en trois parties égales, ces divisions même ne peuvent pas exister ensemble ; elles sont d’ailleufs possibles d’un nombre infini de manières. Ces divisions ne seront actuellement existantes qu’autant qu’elles auront été mécaniquement exécutées, ou du moins qu’autant que, par la pensée, on aura supposé le continu divisé en deux, trois, quatre parties, de telle ou telle manière. Par là même, le nombre des parties actuelles est rigoureusement égal au nombre des actes mécaniques produits, ou au nombre des actes de notre intelligence ; or ce dernier nombre évidemment sera toujours fini; donc il n’existe pas dans le continu un nombre actuellement infini de parties; donc le continu n’est pas métaphysiquement

Impossible. 5° L’hypothèse du continu, comme essence de la matière, la distingue très-nettement et du point géométrique, qui n’est qu’une pure abstraction de l’esprit, et des substances spirituelles nécessairement simples. De plus, elle nous apparaît bien mieux alors impénétrable, divisible, mobile, inerte, douée, en un mot, de ses propriétés essentielles.

Néanmoins l’hypothèse des petits solides continus est complètement inadmissible. Ils ont besoin d’ètre créés et ils ne pourraient pas l’ètre. Nous ne dirons pas ici pourquoi.

Dans la seconde hypothèse, les atomes des corps seraient non de petits solides continus avec étendue et forme, mais des éléments simples sans étendue; et, par conséquent, sans formes, des centres de force, des monades simples et dynamiques. Un certain nombre d’atomes groupés de telle manière, en tétraèdre, octaèdre, etc., placés dans l’état normal à certaines distances, mais pouvant vibrer autour de leur position d'équilibre, constitueraient la molécule; cette mdlécule aurait dans tous les cas sa forme, son volume et son poids propre.

11 semble, au premier abord, qu’un agrégat d’éléments simples satisfait beaucoup moins bien aux conditions d’étendue, d’impénétrabilité, d’inertie, etc. Il ne semblerait pas étendu, dans la signification propre de ce mot, car l’étendue, suivant l’idée que nous en avons, est un être un, qui tend vers le dehors, aliquid unum quod ad extra tendit : de plus, l’idée d’étendue semble pour notre esprit bien distincte de l'idée de multiplicité, or, dans un corps composé d’éléments simples, il n’y aurait proprement que multiplicité et non pas étendue. L’impénétrabilité semblerait aussi plus difficile à expliquer; car elle ne serait pas tant une propriété des

atomes matériels que des forces d’attraction ou de répulsion auxquelles ils seraient soumis. L’inertie enfin de la matière, dans cette hypothèse, ne pourrait guère se conclure que de l’expérience et à travers quelques difficultés, tandis que l’idée d’un composé continu ne peut pas être séparée de l’idée d’une matière inerte. Tout cela est vrai, mais ce serait exagérer évidemment que d’exiger comme essence de la matière une étendue et une impénétrabilité absolues qui ne sont affirmées ‘ni par le raisonnement ni par les faits; qui, nous le prouverions sans peine, sont contredites par les raisonnements et par les faits. Il y a suffisamment étendue là où il y a distance, et il y a distance là où il y a plusieurs atomes simples doués de forces attractives, atomes actuellement et nécessairement séparés les uns des autres. 11 y a impénétrabilité suffisante là où l’on ne peut pas admettre que des atomes simples soient amenés à une distance dé plus en plus petite, sans que le rapprochement fasse naître l’équivalent d’une gande répulsion qui les empêche de se compénétrer, quelle que soit la force qui les presse l’un contre l’autre. Il y a enfin suffisamment inertie là où des atomes sont doués équivalement de forces attractives, résolubles, si l’on veut, en impulsions, communiquées par le premier moteur. Nous acceptons, en conséquence, non-seu- : ement comme beaucoup probable, mais comme entièrement ertaine, la doctrine de Boscowich, à savoir que la matière r’est pas divisible à l’infini; qu’elle se compose essentiellement d’éléments simples, et sans étendue, ou monades; que es monades sont en nombre fini, quoique en nombre immense et incalculable, dans tous les corps ; qu’elles ne sont douées ni d’intelligence ni de volonté, mais qu’elles pos-

sèdent une activité externe, en ce sens qu’elle%constituent des centres d'attraction équivalente exercée en raison inverse du carré de la distance.

Il est des expériences très-simples, très-palpables, auxquelles o» n’a pas assez lait attention , et qui nous semblent très-aptes à jeter un grand jour sur ces questions si délicites. En effet dans le vide, un kilogramme d’or, un milligramme d’or, un brin de plume, un atome de poussière, une goutte d’eau, etc., etc., tombent dans le même temps et avec la même vitesse. Donc la force qui précipite ou entraîne les corps à la surface de la terre n’est pas le poids de ces corps, ou ce que les mécaniciens appellent la force motrice , puisque deux corps qui ont des poids extrêmement différents, dont l’un est excessivement lourd et

l’autre excessivement léger, placés dans le vide absolu, c’est à-dire soustraits à la résistance de l’air, tombent dans le . même temps et avec la même vitesse. Donc ce qui fait tomber les corps, c’est la pesanteur ou ce que l’on a appelé force accélératrice. Cette pesanteur, ou cette force accélératrice, doit être évidemment quelque chose de réel, un être complètement défini en lui-même, puisqu’elle produit des effets réels et définis , qu’elle fait parcourir un espace déterminé dans un intervalle de temps déterminé. Or il serait absolument impossible de donner une réalité à cette pesanteur, de la” concevoir en elle-même comme uti être parfaitement déterminé, si la masse de là terre d’une part, et la masse du corps soumis à son attraction de l’autre, ne se résolvaient pas en centres de forces ou en monades dynamiques sans étendue. Si l’esprit se bornait à l’hypothèse d’atomes continus, qu’il est impossible, sans nier leur exis-

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tence et sa^s tomber dans l’absurdité du nombre actuellement infini, de supposer divisés actuellement en éléments indivisibles, la pesanteur n’existerait pas, et nous retomberions toujours sur la conséquence inadmissible d’un effet sans cause. La force, en effet, qui, dans le vide, fait tomber un atome continu, ne peut pas être le poids de la moitié, du quart, du millionième de cet atome, puisque cette moitié, ce quart, ce millionième, supposés un instant séparés, ou même considérés simplement comme juxtaposés, tombent dans le même temps et avec la même vitesse. Pour tous les esprits sérieux, et qui ne se contentent pas de mots, il y a là très-certainement, non-seulement une difficulté insoluble, un mystère incompréhensible, mais encore une impossibilité manifeste.

Dans la théorie, au contraire, des centres de forces, ou des monades dynamiques, tout s’explique, tout se comprend, sans difficulté et sans obscurité aucune. La pesanteur alors, la force accélératrice, est l’attraction mutuelle, en raison inverse du carré de la distance, d’un centre de forces, d'une monade dynamique du globe terrestre sur un centre de forces, sur une monade dynamique du corps qui gravite vers la terre : le poids, ou la force motrice, est l’ensemble des attractions partielles de tous les centres de forces de la terre sur les centres de forces du corps.

Cette même expérience, si simple, si féconde, et que l’on a eu le grand tort de ne pas approfondir pour en tirer les enseignements si importants qu’elle renferme, prouve, et de la manière la plus invincible, que, par rapport du moins à la force d’attraction du globe terrestre ou à la pesanteur, les dernières parties ou les monades, dont se composent tous

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lés corps de la nature, sont parfaitement et complètement identiques, puisque l’or, le bois, le liège, la plume, l’eau, etc., soumis à son action, parcourent les mêmes espaces égaux en temps égaux. Dès lors, la masse des corps, dont on n’a aucune idée nette quand on se contente de la définir vaguement la quantité réelle de matière que possède un corps, est, au contraire, parfaitement conçue, quand elle apparaît comme le nombre et l’ensemble des monades dynamiques ou des centres de forces renfermés dans le corps dont il s’agit. La densité aussi, qui devient, dans cette théorie, le rapport entre les nombres des centres de forces renfermés dans des volumes égaux du corps donné et du corps particulier pris pour terme de comparaison, reçoit une signification très-nette.

Nous avons pris, pour point de départ, la pesanteur, mais nous aurions pu raisonner de la même manière sur toutes les autres forces de la nature, par exemple, sur l’attraction universelle. Là encore, nous aurions vu que la force accélératrice et la force motrice n’ont de sens réel qu’autant qu’on ne voit partout que des centres de forces sans volume et sans étendue ; que c’est ainsi seulement qu’on peut accepter et comprendre les faits capitaux qui servent de point de départ aux systèmes que le contrôle des observations a placés au rang des vérités incontestables, ce fait, par exemple, que la force totale d’attraction exercée par la terre sur le soleil est égale à la force totale d’attraction exercée par le soleil sur la terre. Ces forces motrices sont nécessairement égales, parce qu’elles sont l’une et l’autre l’ensemble des actions de tous les centres de forces dont se compose la terre sur tous les centres de forces dont se compose

le soleil ; tandis que les forces accélératrices correspondantes . sont nécessairement inégales et dans une proportion énorme, parce que l’une est l’action de tous les centres de forces du soleil sur un des centres de forces de la terre ; l’autre, l’action de tous les centres de forces de la terre sur un centre de forces du soleil ; en supposant tous les centres de forces des deux globes réunis ou concentrés respectivement aux deux centres de gravité du soleil et de la terre.

Monades enchaînées et monades libres , les m et les p. — Considérées de plus près, et comparées à un même agent, la pesanteur, les monades dynamiques se montrent très-différentes, et se divisent par là même en deux grandes classes. Les unes, en effet, celles qui sont unies ou agrégées, de manière à constituer les molécules des substances matérielles, pèsent porportionnellement à leur nombre; ce sont les monades pondérables. Les autres, au contraire, quoique tombant aussi sous l’appréciation de nos sens, la chaleur qui nous réchauffe, la lumière qui nous éclaire, l’électricité qui nous ébranle ou nous foudroie, etc., ne pèsent pas sensiblement, et on les a appelées impondérables. On peut accumuler sur le plateau équilibré d’une balance placé au foyer d’une lentille des milliards de milliards de rayons calorifiques ou lumineux, ou une quantité énorme de fluide électrique sans troubler l’équilibre.

Les monades pondérables et les monades impondérables diffèrent-elles essentiellement }’une de l’autre? Sont-ellês de nature entièrement différente ou opposée? Nous disons non, certainement non : car les prétendus corps impondérables exercent incontestablement sur les corps pondérables des actions toutà fait semblables à celles que lescorps pondérables

exercent les uns sur les autres, et qui supposent une réalité matérielle, absolue, une certaine masse animée d’une certaine vitesse, tout ce qui est nécessaire, en un mot, pour communiquer le mouvement à des massses pondérables et inertes.

La lumière exerce une action mécanique évidente sur la couche sensible des plaques d’argent iodurées, sur le papier préparé au nitrate d’argent, sur le verre albuminé et trempé dans l’acéto-nitrate d’argent; elle détermine la combinaison avec explosion des molécules pondérables du chlore et de l’hydrogène ; elle produit la chlorophylle des plantes, etc., etc.

La chaleur écarte les molécules des corps solides, les désagrège, les fond, les réduit en vapeur, etc., etc. Le courant électrique entraîne avec lui les molécules d’eau et de sulfate de cuivre, les molécules mêmes des corps les plus pesants. La foudre fend les pierres, perce les murs, renverse les édifices, déracine les arbres, déplace des masses énormes, etc. Il ne serait peut-être pas même impossible de prouver, dans l’état actuel de la science, que, ramenées à un autre état, des monades impondérables sont devenues des monades pondérables, comme la chaleur, par exemple, qui entre en proportions définies dans les combinaisons chimiques, ou se dégage en proportions définies des décompositions chimiques. Mais cette supposition n’est encore qu’une conjecture dont nous prenons date en passant, et qui demande de nouvelles études. Les faits avérés que nous venons de citer suffisent pleinement à établir que la distinction admise, sans assez de réflexion, ne repose sur aucun fondement solide.

Mais en quoi donc les monades impondérables diffèrent-

elles des monades pondérables? par une seule circonstance grave, capitale, mais non essentielle. Les monades pondérables enchaînées par la cohésion ou par l’affinité sont relativement dans un état de repos, et, par conséquent, rien n’empêche que leurs actions mutuelles se fassent sentir, ou qu’elles gravitent les unes vers les autres. Les monades impondérables, au contraire, libres, et restées en dehors des liens de la cohésion et de l’affinité, sont animées de vitesses excessives, en présence desquelles la pesanteur et la gravitation universelle s’effacent complètement. Elles sont, si, pour mieux fixer les idées, on nous permet de recourir à des comparaisons grossières, comme un boulet lancé par une bouche de feu, qui reste en suspension dans l’air, et qui ne retomberait même pas à la surface de la terre, si sa vitesse initiale avait été assez grande; comme le rocher emporté par le torrent, et qui devient équivalemment plus léger que l’eau placée au-dessous de lui ; comme l’eau contenue dans un vase ouvert que l’on fait pirouetter autour de la tête et que la force centrifuge retient captive ; comme la bille que le prestidigitateur escamote avec assez de prestesse pour qu’elle échappe aux yeux les plus attentifs; comme une barre qui tourne devant l’œil avec un mouvement de rotation si rapide qu’elle devient comme invisible, etc ; comme le sphinx-papillon qui communique à ses ailes un si grand nombre de battements que l’œil ne peut plus les suivre, qui paraît comme immobile et soustrait à la pesanteur au-dessus de la feuille dont il suce le fluide sucré avec sa trompe, etc. Notre esprit conçoit parfaitement qu’une masse infiniment petite, animée d’un mouvement de translation, de rotation ou de vibration extrêmement intense, puisse, d’une part, échapper

à la pesanteur , de l’autre, cependant, produire un effet de désagrégation ou de transport, parce que, relativement à ces deux effets, peser et désagréger, la vitesse extrême produit réellement des effets comme opposés. Dans le premier cas, elle dissimule la masse et la soustrait à la pesanteur ; dans l’autre, au contraire, elle supplée à la masse, et conserve à la quantité de mouvemént, produit de la masse par la vitesse, ou à la force vive, produit de la demi-masse par le carré de la vitesse, une valeur sensible et capable d’un grand effet. C’est un phénomène de genre opposé, mais tout aussi facile à saisir, que ceux dont nous sommes témoins chaque jour. Ainsi, lorsque le poids énorme d’un vaisseau de ligne est équilibré par l’eau qui le porte, il n'en conserve pas moins toute sa masse, et, cependant, la main d’un seul homme suffit à le mettre en mouvement et à lui communiquer une vitesse réelle, quoique très-petite, etc., etc.

En résumé : 1° la matière qui remplit l’univers se compose de monades dynamiques ou de centres de force sans étendue, mais actifs, ou exerçant l’équivalent d’une attraction en raison inverse du carré de la distance ; 2° les monades dynamiques sont de deux sortes : les unes enchaînées par les liens de la cohésion et de l’affinité, et dans un état de repos relatif, doivent par conséquent peser et graviter les unes vers les autres ; ce sont les monades pondérables que nous appellerons, dans tout ce qui va suivre, les m ; les autres libres au contraire, complètement en dehors de la cohésion et de l’affinité, animés de vitesses excessives de translation, de rotation, de vibration, traversent sans cesse et en tous sens les systèmes des monades pondérables, et tendent à les disjoindre, à les séparer ; ce sont les monades

nommées à tort, ou conventionnellement, impondérables, nous les appellerons les p.

Constitution des corps. — On désigne sous le nom générique de corps tous les êtres matériels qui tombent sous nos sens. Un corps est constitué par trois éléments principaux: 1° son volume , ou espace géométrique qu’il occupe; 2° sa forme ou sa surface déterminée par les limites extérieures de son volume ; 3° sa masse ou la quantité de substance ou de matière comprise sous le volume et modelée par la forme.

Les corps se divisent en deux classes ou grands règnes : le règne organique et le règne inorganique. Les corps organisés sont ceux qui sont doués de membres ou d'organes, c’est-à-dire de parties différentes par leurs formes, leurs positions respectives, et leurs fonctions ; les corps inorganiques sont ceux qui sont formés de parties semblables ou homogènes simplement juxtaposées.

Il faut distinguer, dans un corps quelconque, ses particules, ses molécules et ses atomes. La particule est une portion très-petite du corps, de même nature que -lui, solide, liquide, gazeuse ; elle est essentiellement divisible, en sorte qu’on peut la considérer comme partagée en portions plus petites, sans destruction du corps auquel elle appartient ; elle se compose de molécules tenues à distance.

La molécule est cette portion infiniment petite que l’on ne peut plus diviser sans détruire la substance même du corps : ainsi une molécule d’oxygène est ce dont on ne peut rien retrancher, même par la pensée, sans que l’oxygène cesse d’exister ; ou ce qu’il faut, ni plus, ni moins, pour constituer de l’oxygène. La molécule est essentiellement solide ; elle est divisible, mais avec destruction de la substance du

corps, comme nôus venons de le dire ; elle se partage en atomes ou monades, qui sont les derniers éléments du corps.

Quand les molécules d’un corps sont liées étroitement les unes aux autres par la cohésion, le corps est appelé solide: il est liquide lorsque la cohésion cesse d’unir les parties qui sont simplement juxtaposées, presque séparées ou très-facilement séparables ; il est gazeux , lorsque, en vertu de la répulsion qui a succédé à la cohésion, les molécules sont actuellement disjointes, qu’elles tendent à se diffuser, et ne peuvent plus être maintenues juxtaposées que par un effort ou pression extérieure. Nous avons déjà dit que tous les corps sont probablement susceptibles de prendre tour à tour l’une ou l’autre de ces trois formes, qui ne sont que relativesjou accidentelles. L’eau, lemercure, etc., ne sont liquides qu’à cause de la pression atmosphérique et de la température : dans le vide, elles passent à l’état gazeux ; suffisamment refroidies, elles se solidifient.

Pour faire passer un corps de l’état gazeux à l’état liquide, il suffit, en général, de rapprocher les molécules en le comprimant ; quelquefois, cependant, il faut le refroidir : mais la pression ne fait jamais passer un corps liquide à l'état solide ; il faut nécessairement abaisser la température, de sorte que l’état solide diffère plus de l’état liquide que l’état liquide de l’état gazeux.

Les pressions obtenues par des moyens mécaniques sont toujours bornées; par conséquent, les gaz que l’on liquéfiera et solidifiera le mieux sont ceux qu’on pourra forcer à • se dégager constamment, dans un espace limité, par une action chimique nécessaire : ici, en effet, la compression n’a pas de bornes. Le gaz acide carbonique, par exemple,

qu’on a obtenu dans un vase en fonte, hermétiquement fermé, au moyen de l’action énergique de l’acide sulfurique sur le carbonate de soude, se comprime lui-même et se liquéfie ; et si en donnant une issue à ce liquide, on lui permet de se dilater instantanément, le froid excessif produit par la dilatation suffira pour Solidifier une partie du gaz qui apparaîtra sous la forme d’une neige blanche trèsd irisée.

Attraction universelle. — Tous les phénomènes de la nature, la pesanteur, le mouvement sous toutes ses formes, les affinités chimiques, la chaleur, la lumière, l’électricité, le magnétisme, ont pour cause unique et dernière les actions exercées les uns sur les autres par les centres de force ou atomes dynamiques, les m et les p, actions qui, en dernière analyse, se réduisent à l’attraction en raison inverse de la distance.

Newton, ce hardi créateur de la magnifique théorie de l’attraction universelle, théorie qui lui a donné la clef de tant de mystères avant lui impénétrables, les mouvements et les perturbations des planètes, la marche des comètes, la figure de la terre, les marées des océans, la précession des équinoxes , le déplacement des nœuds de la lune, etc., etc.; Newton, en finissant son immortel livre des Principes , avertit son lecteur qu’il n’a parlé de l’attraction que comme d’un fait, d’une force, dont l’existence et les lois sont constatées et démontrées par l’observation.

Il se montre assez disposé à aborder la recherche beaucoup plus délicate des causes mêmes de l’attraction ; il laisse entrevoir, dans le lointain, un fluide subtil qui traverserait les

corps solides ou s’accumulerait dans leur intérieur, et dont l’intervention pourrait expliquer plusieurs propriétés physiques des corps, la cohésion, l’impénétrabilité, les affinités chimiques, les attractions et les répulsions électriques ou magnétiques, la pesanteur, les attractions des corps célestes, et mêmes plusieurs effets physiologiques du genre de ceux que l’on a parfois attribués à un fluide nerveux. Dans les questions posées par lui à la fin de son Optique , il revient sur les mêmes idées, il reprend son fluide universel, son éther comme pouvant donner la clef des actions exercées par les corps sur les rayons lumineux, etc.

On se tromperait grandement si l’on attribuait à Newton l'opinion inconsidérée et insoutenable des physiciens et des philosophes modernes, qui voient dans l’attraction proportionnelle aux masses, et en raison inverse du carré de la distance une propriété intrinsèque et inhérente à la matière ; qui fait de molécules essentiellement inertes des foyers d’activité et de mouvement. Non, Newton n’a pas mérité les plaisanteries acérées, les objections écrasantes sous lesquelles le grand Euler, dans ses incomparables Lettres à une princesse (T Allemagne, a enseveli à jamais les partisans des attractions réelles. S’il est quelque chose de certain au monde, c’est que les molécules des corps, et les corps eux-mêmes, ne s’attirent pas réellement ; c’est que l’attraction n’est pas une force réelle, mais seulement une force explicative ; c’est que tout se passe comme si les corps s’attiraient, quoiqu’il soit incontestablement vrai que les corps ne s’attirent pas. Newton, comme Euler, comme tous les philosophes dignes de ce nom, n’ont pu voir dans la matière que deux choses, l’inertie et le mouvement primitivement imprimé par une

volonté libre, moteur premier et infini. Et c’est avec ces deux grandes choses, l’inertie et le mouvement, que la science avancée doit pouvoir expliquer un jour tous les phénomènes du monde physique.

Déjà des esprits courageux se sont efforcés d’expliquer par l’inertie et le mouvement le grand fait, le fait capital de l’attraction universelle ; mais ces explications ne sont ni assez nettement formulées, ni assez plausibles pour que nous puissions en donner même une idée. Rien ne prouve d’ailleurs que cette attraction ne soit pas un premier principe, ayant pour cause essentielle et unique la volonté libre du Dieu créateur. Dieu, pour constituer le monde matériel, aurait décrété que les atomes graviteraient l’un vers l’autre ; comme il a donné aux minéraux l’être ; aux plantes l’être et la vie; aux animaux l’être, la vie, la sensation et l’instinct; à l’homme l’être, la vie, la sensation, le sentiment et l’intelligence. Ace point de vue philosophique, et seul vrai, nous le pensons du moins, l’attraction serait l’attraction, comme l’être est l’être ; la vie, la vie ; l’intelligence, l’intelligence ; elle ne serait pas la conséquence de phénomènes antérieurs, mais le point de départ de tous les phénomènes, le premier anneau de la chaîne soutenu par le seul doigt créateur.

Cohésion et distension. — En admettant cette première et vaste inconnue, ce mystère premier et impénétrable, l’attraction universelle, comment pourra-t-on du moins dégager les autres mystères du monde matériel, le mystère d’abord de la cohésion , de cette force singulière qui lie entre elles des molécules séparées par des intervalles vides, et les empêche de se perdre dans l’espace ou de se précipiter isolément sur le corps vers lequel elles gravitent, vers la terre

par exemple, s’il s’agit des corps situés dans la sphère d’attraction de notre globe ; la distension ensuite comprenant la dilatation, la vaporisation, tous les faits, en un mot, que l’on

a attribué jusqu’ici à de prétendues forces répulsives.

Cohésion ou action des m sur les m. — M. Séguin a réussi le premier à expliquer complètement la cohésion, ou force de contact qui fait que les molécules des corps adhèrent les unes aux autres, par la simple considération du volume infiniment petit des molécules matérielles, ajoutée à la loi de l’attraction universelle.

L’action qu’une agrégation de molécules, ou une certaine masse matérielle, exerce sur une autre masse semblable, placée au contact, peut être envisagée de deux manières : premièrement, en considérant séparément les deux ensembles de molécules comme condensés ou concentrés respectivement en leur centre de gravité, et agissant l'un sur l’autre en raison directe des masses , en raison inverse du carré des distances ; secondement, en les supposant formés par la réunion des molécules très-denses et très-petites, séparées par des espaces vides beaucoup plus étendus que les espaces pleins qu’elles occupent.

Dans le premier cas, en désignant par l’unité la masse des ensembles de molécules, ensembles que nous supposons, pour plus de simplicité, sphériques, égaux et placés à l’unité de distance, leur attraction mutuelle sera exprimée par un divisé par un élevé au carré, ou par un.

Dans le second cas, il en sera tout autrement. Admettons, en effet, pour fixer les idées, que les deux sphères sont formées par la réunion de douze files de soixante molécules chacune, disposées en forme de rayons dans leur intérieur,

inclinées les unes sur les autres de soixante degrés, et unies par d’autres files également de soixante éléments chacune. Le polyèdre, unique en son genre, obtenu ainsi, et qui résulte naturellement de la juxtaposition de molécules sphériques, de manière à remplir l’espace, est le cubo-oetaèdre des minéralogistes ; il est quasi-régulier et inscriptible dans une sphère qu’il rencontre en douze points.

En faisant abstraction des molécules qui se superposent dans les angles, le nombre des petits globules qui entrent dans la formation des deux grosses sphères est égal à 2160, et la masse de chaque molécule ou petite sphère est la 2160 e partie de l’unité.

De plus, comme il y a 120 molécules entre les centres des deux grosses sphères, ou sur la distance égale à deux fois l’unité de leurs centres de gravité, la distance entre les centres de deux petites sphères ou molécules contiguës sera égale à un 120°; par conséquent, l’attraction d’une de ces ces petites sphères ou molécules sur sa voisine est exprimée par

moo

c’est-à-dire que, en raison de leur ténuité et de leur rapprochement, les petites molécules exercent l’une sur l’autre une attraction six fois plus considérable que celle des deux sphères tout entières l’une sur l’autre.

Si au lieu de 60 molécules dans chaque file, nous en supposons 600 000, chaque petite sphère ou molécule exercecerait sur sa voisine une attraction égale à 1 200 000’ élevé au carré, et divisé par 21 600 000, ou à 66 666 ; ce qui montre, comme il était facile de le prévoir, que l’attraction

entre les molécules, comparée à celle des deux corps entre eux, croit en raison directe de leur division.

Et comme d’ailleurs, l’on peut supposer que les files sont composées d’un nombre de molécules aussi grand que l’on voudra, il en résulte qu’on est libre d’imaginer pour un corps une forme constitutive telle que l’une quelconque des molécules exerce sur sa voisine une attraction plus grande que celle qu’exercerait sur cette molécule tout autre corps formé de la même matière, quel que soit d’ailleurs le volume ou la masse que l’on puisse supposer à ce corps.

M. Séguin ne s’est pas arrêté à ce résultat général, il a recherché quelles seraient les conditions de masse, de densité, de distance et d’arrangement, qu’il faudrait attribuer aux molécules qui, par leur réunion, forment les corps doués de la propriété de cohésion, pour permettre à ces corps de rester ainsi constitués lorsqu’ils se trouvent sous l’influence d’une masse puissante comme la terre, et lors que le calcul indique que l’attraction de cette masse sur les diverses parties de ces corps est plus grande que l’attraction de ces mêmes parties entre elles, en les considérant les unes et les autres comme concentrées respectivement à leur centre de gravité.

C’est bien de cette manière que doit être formulé le problème ; car, si l’on peut ramener l’explication de la cohésion à la simple loi de l’attraction, il faut, lorsqu’un corps, dont la ténacité est assez grande pour résister à l’effort de son propre poids qui tend à en opérer la rupture, se trouve librement suspendu, et retenu seulement par son extrémité supérieure, que l’action exercée par ses propres molécules les unes sur les autres au point d’attache, soit plus grande

que l’action exercée par la terre sur toute la masse des molécules qui se trouvent placées entre elles et ce même point d’attache.

Prenons pour exemple le cas très -simple d’une verge de fer suspendue verticalement par une de ses extrémités. Le calcul indique que la cohésion du métal est égale à l’effet exercé par une colonne de 6 000 mètres de longueur, et que passé cette limite, le poids de la partie inférieure en déterminerait la rupture. Si donc on isole par la pensée une fde de molécules dans le sens de la longueur de cette verge, ou si on la considère comme simplement composée d'une file de molécules à la suite les unes des autres, il faudra qu’au point où s’opérera la rupture, l’attraction des molécules, appartenant respectivement à chacune des files qui se trouve en deçà et au delà de ce point, soit égale à celle que la terre exerce sur la totalité des molécules qui se trouvent placées entre la terre et ce même point de rupture.

Pour déterminer cette action, examinons de quelle manière l’attraction agit dans ce -cas sur les molécules, en supposant d’abord que deux corps A et B de forme sphérique, ayant chacun un volume égal à celui de la terre et de même densité, se trouvant en contact par un point de leur surface, la somme de leurs masses et la distance de leurs centres sont représentées par l’unité. Leur action réciproque sera alors- évidemment exprimée par

Si l’on suppose actuellement ces corps divisés en sphères de 1 mètre de diamètre et ayant la même densité, le diamètre de la terre étant en nombre rond de 12000 000 de

mètres, le nombre des sphères composant chacune des deux masses sera de (12000 000)', et l’attraction de chacune de ces sphères sur celle avec laquelle elle se trouve en contact sera exprimée par

d’où il suit qu’en supposant la densité de ces sphères 42 000 000 de fois plus grande, ou, en d’autres termes, que leur nombre soit 12000 000 de fois plus petit, chacune d’elles jouira de la propriété d’exercer à sa surface une attraction égale à celle des deux grands corps l’un sur l’autre. Mais comme l’attraction des sphères en contact doit être assez puissante, ainsi que nous l’avons dit, pour soutenir une file de 6000 sphères, il faudra que leur action à ce point soit 6 000 fois plus considérable : or c’est ce que l’on obtiendra en augmentant leur densité ou en diminuant leur nombre dans le même rapport de 1 à 6 000, ce qui le réduira à

12000 oooxeoo

Indépendamment de l’action que les deux sphères ou molécules contiguës exerceront individuellement l’une sur l’autre, chacune d’elles exercera sur toutes celles de la même file une action qui sera mesurée par leur masse divisée par le carré de la distance qui les sépare.

Nommons «, a', a", .... b, b', b\... les sphères ou molécules appartenant respectivement à la file placée en deçà et à la file placée au delà du point de contact, et ordonnons leurs distances à partir de ce point ; nous trouve-

rons que la somme de l'attraction des deux files l’une sur

l’autre comprend : 1° l'attraction de a sur 6 = ^ = 1;

2° les attractions de a sur b' et de a! sur b égales toutes deux

à ~ = ^ et ensemble à ^ ; et ainsi de suite. La loi de

la progression se manifeste dès les premiers termes, et la somme des attractions ou l’attraction totale d’une file sur l’autre sera, en conséquence, donnée par la somme des

six mille premiers termes de la suite. 1, etc. En

ajoutant les neuf premiers termes, on trouve 2,83. Si l’on prend les tO termes suivants et qu’on en cherche la somme, on arrivera à la même valeur, puisqu’on aura dix fois plus de termes, ayant chacun une valeur moyenne dix fois moindre; et en partageant tous les autres termes en groupes, dont les nombres de termes soient successivement dix fois plus grands, c’est-à-dire de 930 à 9 000, de 9 000 à 90 000, il en sera de même pour chacun des groupes. Par conséquent, la somme des termes de la série, égale à la somme des valeurs des groupes, pourra être exprimée par le produit que l’on obtient en multipliant le logarithme du nombre des termes par la valeur commune des groupes, puisque le nombre des groupes est le logarithme des termes. Dans le cas que nous considérons, le nombre des termes est 6 000 ; leur somme sera donc

2,83 X log 6 000 = 2,83 X 3,778 = 10,79,

ou en nombre rond tO. On pourra donc, par suite de cette seconde source d’attractions ajoutée à la première, supposer

les molécules dix fois moins denses et leur nombre dix lois plus considérable, c’est-à-dire égal à

‘ Ces considérations prouvent que l’action, exercée par les sphères ou molécules les unes sur les autres, est due à deux sources distinctes qu’il importait de considérer chacune en particulier.

La première est l’action de molécules à molécules contiguës ; elle n’a pour effet ni d’augmenter ni de diminuer la longueur totale que formeraient les molécules si on les supposait toutes placées à la suite les unes des autres. En effet, dans le cas qui nous occupe, cette longueur est

(12 ooo ooo y

= 24 000 000 000 de mètres.

lorsque chaque sphère a un mètre de diamètre : or, pour des sphères d’un millimètre de diamètre, par exemple, on aurait également

sphères ayant un diamètre mille fois plus petit, ce qui formerait la même longueur de 24 000 millions de mètres.

La seconde source de la cohésion est l’action des molécules non contiguës; or, il a été démontré que cette seconde action croit proportionnellement au logarithme du nombre des molécules, et dépend plus particulièrement encore de l’état de division et de densité auquel ces molécules sont réduites. Nous voici donc arrivé à cette conclusion fondamentale que, pour expliquer les phénomènes de la cohésion,

sans recourir à d’autres causes que l’attraction newtonienne, il suffit complètement do supposer : i° t que les molécules des corps se groupent par files d’autant plus longues que la cohésion est plus grande ; 2° que les dimensions des molécules groupées par files sont si petites qu’elles dépassent toutes les idées que nous pouvons nous faire de quantités infiniment petites.

On comprend, en effet, alors que le logarithme du nombre qui exprime la quantité des molécules contenues dans une file d’une longueur finie, aussi petite que l’on voudra, pourra être lui-même assez grand pour augmenter indéfiniment la force attractive qui lie entre elles les diverses parties du système : on pourra par là même supposer que la densité de chaque molécule, et par conséquent l’attraction qu’elle exerce individuellement sur sa voisine est d’autant moindre que le logarithme du nombre des molécules qui constituent iÿfile est plus grand.

Ces conclusions de M. Seguin, relativement au nombre immense et à la petitesse infinie des molécules des corps,, n’ont rien que de très-conforme à l’opinion commune des physiciens. Déjà Mushenbroeck avait énoncé, comme démontrées même , expérimentalement, les deux propositions suivantes : 1° Quelque grand que soit le volume d'un corps, les vides compris entre ses molécules sont assez étendus pour qu’on puisse concevoir que ce corps, sans rien perdre de sa substance, puisse être réduit à un volume infiniment petit, à celui d’un grain de sable ou du plus petit atome de matière visible ; 2° Dans le plus petit grain de sable, dans -le plus petit atome de matière visible, il y a assez de par ,ties séparables, ou actuellement séparées, pour qu’on puisse

en former un globe aussi grand que l’on voudra, et dans lequel deux atomes voisins ou contigus seront placés à une distance plus petite que toute longueur assignable. M. Seguin énonce autrement, et, sans sourciller, ces mômes propositions du savant physicien hollandais : quelque denses que soient les corps, dit-il, leurs derniers atomes sont relativement à leur volume aussi éloignés l’un de l’autre que le sont les corps célestes dans l’espace 1

Le groupement des molécules par file, n’est pas moins confirmé par les faits, puisque nous le voyons nettement dessiné dans nos expériences de projections des phénomènes de la cristallisation, comme aussi dans la congélation de l’humidité de l’air à la surface des vitres de nos appartements. Voyez page 43.

Distension ou action des p sur les m. — Nous appelons distension, avec M. Seguin, l’effet résultant de l’action exercée par les p ou centres de forces animés de très-grandes vitesses, dans leur passage à travers les m ou les systèmes de molécules liées entre elles par la cohésion.

Supposons deux de ces dernières molécules, m et m' placées dans l’espace, la première à l'occident de la seconde, et maintenues à distance par l’effet de l’action d’une force quelconque, égale et opposée à celle de l’attraction moléculaire qui tend à les rapprocher : elles resteront en repos, et conserveront leur position respective tant que les forces qui maintiennent l’équilibre subsisteront. Mais si une troisième molécule p, venant de l’espace, se dirige vers elles, d’occident en orient, en suivant, en ligne droite, la direction sur laquelle elles se trouvent placées, cette molécule en s’approchant de m l’attirera à elle, en même temps qu’elle en

— fu-

sera attirée ; m tendra donc k s’écarter de m-, et à s’approcher de p ; en même temps, le mouvement de p s’accélérera jusqu’à ce que p se trouve très-près, et presque au contact de m. Arrivées à ce point, et si m' n’existait pas, les circonstances du mouvement relatif de m et de p se représenteraient dans le même ordre , mais dans un sens inverse , jusqu’à ce que m fût revenue à la place qu’elle occupait d’abord, et que p eût repris sa vitesse initiale. Mais si m' est placée de telle manière qu’elle, commence à exercer une action sur p pendant que cette dernière molécule est encore soumise à l’influence de m , le mouvement de p, qui tendait à se retarder, s’accélérera de nouveau ; m, par cela même, sera soustraite en partie à l’action de p, qui l’aurait ramenée à la place qu’elle occupait d’abord ; elle restera donc un peu en arrière ou plus éloignée vers l’occident qu’elle ne l’était avant le passage de p. D’un autre côté, p entrant dans la sphère d'attraction de m' avec une vitesse plus grande que celle qu’elle avait avant d’avoir subi l’action de m' restera moins longtemps soumise à l’action de m'\ elle s’éloignera d’elle en l’entraînant par son attraction, et m 1 restera plus à l’orient qu’elle ne l’était avant le passage de p ; le résultat final du passage de la molécule p à travers le système m m' sera donc que les molécules m etm' se trouveront plus éloignées l’une de l’autre qu’elles ne l’étaient auparavant, absolument comme si elles s’étaient repoussées.

Sf, au lieu de considérer une seule molécule mobile traversant le système fixe m m\ nous supposons qu’une succession indéfinie de p passe successivement le long de la droite qui unit m et m', les p, en s’approchant du système m m', prendront une vitesse de plus en plus grande en rai-

son de l’attraction exercée sur eux par m ; leurs distances, . ou les intervalles qui les séparent augmenteront évidemment en même temps, elles seront plus grandes près des molécules fixes m et m», et dans leur intervalle, qu’en dehors de l’attraction de ce système ; donc le nombre des molécules mobiles, ou des p qui agiront pour écarter du centre de gravité commun chacune des molécules'fixes, placées sur les confins du système, sera plus grand que celui des p qui, déjà engagés dans son intérieur, ont’pour effet de ramener ces mèm^s molécules vers le centre de gravité.

Le passage des molécules p à travers le système des m aura donc pour résultat d’amplifier ou de dilater ce système en éloignant les molécules qui le composent du centre de gravité commun. Mais, de plus, par ce passage, l’état dynamique de chacune des molécules m a été modifié ; il y a eu en elles accumulation d’une certaine quantité de mouvement ou de force mécanique qui n’existait pas auparavant ; et, par une réaction nécessaire, les molécules p, en traversant le système des m, auront perdu une partie de la vitesse qui les animait avant d’y entrer.

Résumé et synthèse des phénomènes naturels. — Nous avons considéré un système, ou ensemble de molécules ou monades, obéissant librement à l’action qu’elles exercent les unes sur les autres ; nous avons appelé m celles qui sont groupées autour d’un centre de gravité commun, et qui sont arrivées à un état de repos relatif, avec la faculté toutefois de pouvoir osciller autour de leur position d’équilibre ; nous avons appelé pies molécules à l'état de liberté absolue, animées de vitesses excessives, et traversant en tout sens le système des m. L’effet de l’action des p sur les m est d’abord de

les maintenir à distance, de les empêcher de se concentrer au centre de gravité commun, de produire en un mot une force de distension faisant fonction de force répulsive et contrebalançant la force de gravitation qui les entraîne l'une vers l’autre. Si le nombre et la vitesse des p vient à varier, la force de distension variera aussi; elle sera plus faible ou plus forte, et par là même les m se rapprocheront ou s’éloigneront ; il y aura contraction ou dilatation. Si le nombre et *

ht vitesse des p va toujours croissant et atteint des proporportions assez considérables, le corps formé de l’agrégation des m passera à' l’état liquide ou même à l’état gazeux ; il y aura vaporisation. Les m quelquefois se changeront eux-mêmes en p, et pourront produire à leur tour les mêmes effets, devenir à leur tour des causes de mouvement ; ils traverseront les corps en ligne droite, ils se répandront dans leur intérieur sous forme de chaleur et de lumière, ou circuleront soit autour des corps entiers, soit autour de leurs dernières molécules sous forme d,e fluide électrique ou magnétique. Tant que la vapeur d’eau est pourvue de calorique ou animée par les p, elle peut ou échauffer à son tour d’au très corps liquides ou solides, ou soulever le piston de la machine et produire des effets mécaniques, etc.; mais dès que le calorique l’abandonne, dès qu’elle cesse d’être animée par les p, elle redevient eau ; ses molécules reprennent leur état primitif de m ; elles le reprendront bien plus encore dans l’acte de la congélation. Quoique l’attraction des m soit très-grande, un corps ne peut rester constitué, qu’autant que les molécules en nombre indéfini se disposent en files, ce qui produit la cohésion ; elles ne pourraient pas résister sans cela à l’action désorganisante des p. Aussi, l’expérience

prouve que si la matière arrive à un état de division trèsgrande, elle s’enflamme ou se décompose presque subitement c’est ce qui arrive, par exemple, à toutes les poudres fulminantes. Quelquefois, le passage des p, comme lorsqu’un courant galvanique va, à travers l’eau, d’un électrode à l’autre déterminera une décomposition; quelquefois, au contraire, comme lorsqu’une étincelle électrique éclate au sein d’un mélange d’oxygène et d’hydrogène, ou que quelques atomes de diastase sont mis en contact avec de l’amidon, on verra se combiner instantanément des molécules jusque-là sans action les unes sur les autres. On comprend même très-bien que certaines substances réduites par la trituration dans un état de division vraiment excessif, introduites ainsi dans l’organisme, éminemment aptes à céder à l’action des P de la chaleur et de l’électricité animales, entraînées dans le torrent de la circulation, puissent produire des effets hors de proportion en apparence avec leur volume infiniment , petit, compensé par le nombre immense des atomes et l’immense étendue de leurs surfaceq réunis.